超宽带多高斯脉冲信号源的设计
1984年创刊(双月刊)
ISSN 1009-3664      CN 42-1380/TN

超宽带多高斯脉冲信号源的设计
作者:赵政,刘久文,陈春雨 日期:2018-08-30 

超宽带多高斯脉冲信号源的设计
赵政,刘久文,陈春雨
(北京航空航天大学,北京 100083)

摘要:高斯脉冲信号在电磁兼容测试领域有着重要作用,对测试脉冲的要求是ps级前沿和宽度、Kv级幅值,高稳定性。文中设计了一种30阶高斯脉冲发生源,可产生峰值电压1.0kV,脉冲宽度800ps(10%-10%),峰值脉宽抖动小于5%的高斯脉冲信号。为了获得符合测试要求的多高斯脉冲信号,设计制作在195MHz-1260MHz频段内性能良好的四节微带线功率合成器,可以满足高斯脉冲信号的功率合成。
关键词:多高斯脉冲信号;设计;实验结果

随着电子系统集成技术的发展,现阶段的电子系统在有限的平台上集成了大量的电子设备,测试环境远不如实际工作电磁环境复杂,从而导致设备在实际使用过程中,产生不可预测的电磁兼容性问题,所以有效的电磁兼容性测试手段对设备和系统安全有着至关重要的作用。使用多高斯脉冲作为宽带时域测试信号,利用多高斯脉冲频谱宽、频谱分布范围跟随脉冲间距改变的特点,依次将测试信号注入被试品激发被试品的敏感响应,通过使用不同的多高斯脉冲测试被试品并结合被试品响应可精确测量敏感频点分布范围,该方法能够覆盖全部敏感信息点,最大限度模拟真实电磁环境。雪崩晶体管被认为是理想的产生纳秒脉冲的高速开关器件。
1 Marx电路工作原理
图1是Marx电路的示意图。在触发信号到来之前,所有的雪崩晶体管都被切断,即电源电压 为存储电容充电。当触发信号到达时,第一个晶体管雪崩,电容器和的电压和叠加并施加到晶体管的集电极,等同于向的集电极施加2倍的雪崩电压并立即击穿。然后、和的电压叠加并施加到晶体管的集电极,也是瞬间击穿等,直到最终晶体管被击穿。理想情况下,输出脉冲的峰值电压将是,如果忽略晶体管的电阻,其N是级数,是电源电压。实际上,由于雪崩晶体管的器件导通电阻和寄生电容等的封装电感,输出电压将低于理论值。

图1. Marx电路工作原理

2多高斯脉冲源的设计
本文采用Marx电路+雪崩晶体管产生高压单脉冲,研制短路或开路的延迟传输线矩阵反射单脉冲,从而得到多种脉冲,进而通过功率合成器组合输出高压多高斯脉冲,通过CPLD调整触发延迟线,实现脉冲间距可调。多高斯脉冲信号源基本框图如图2所示


图2. 多高斯脉冲源结构框图

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