[发明专利]一种多路高压脉冲监测装置

说明书

技术领域

本发明属于高功率脉冲技术领域，涉及一种多路高压脉冲监测电路。

背景技术

对于使用高压脉冲源的装置，传统的高压脉冲监测是通过连接不同衰减倍数的高带宽、大功率衰减器，进行衰减后送入高带宽示波器进行记录。这种方案的缺点是：多路高压脉冲需要多个衰减器，造成体积庞大，难以观测脉冲到来的相对时刻，尤其是当待监测信号多于4路，现有的单台示波器不能满足所要记录的通道数，多台示波器又会引入时间上的不确定性。

因此，迫切需要设计一种简单可靠、集成度高、具有多路高压脉冲监测功能的装置。

发明内容

为克服现有多台示波器和多路功率衰减器实现脉冲监测导致的体积庞大、费用高额和相对时刻难以确定的缺点，本发明提出一种高集成度、简单方便的多路高压脉冲监测装置。

本发明的解决方案如下：

该多路高压脉冲监测装置，包括对应于每一路高压脉冲单独设置的信号衰减延迟电路，各个信号衰减延迟电路的输出接入同一监测终端；各路信号衰减延迟电路根据需求的衰减倍数和系统阻抗，配置相应的电阻网络，并通过设置不同的延迟线使得各路高压脉冲在时间上有序错开、依次进入监测终端。

基于以上方案，本发明还进一步作了如下优化：

延迟线的选择根据脉冲的宽度确定。为了达到可观测的脉冲，延迟线长度选择为脉冲时间宽度的3-5倍对应的传输电缆的长度。

每路信号衰减延迟电路中还设置有单独的隔直电容，隔直电容的值根据相应的高压脉冲带宽确定。

每路信号衰减延迟电路中，沿高压脉冲输入方向，依次为延迟线、隔直电容、电阻网络。

多路信号衰减延迟电路整体在PCB上为中心对称结构，监测终端即位于中心处；多路信号衰减延迟电路中，相同功能的节点(主要指电容、电阻节点，而不包括延迟线)布线长度、宽度相同。

对于每一路信号衰减延迟电路，电阻网络包括串联于隔直电容与监测终端之间的第一电阻和两个支路电阻，两个支路电阻的一端共接所述第一电阻与隔直电容之间的结点，两个支路电阻的另一端分别与相邻路信号衰减延迟电路中相应的支路电阻连接从而多个电阻网络的支路电阻整体连成闭合回路，且闭合连接点均接地。

进一步的，各路信号衰减延迟电路的电阻网络对“地”的等效电路完全相同。

本发明具有以下有益效果：

本发明将高压脉冲按照设定的幅度比例衰减为低压脉冲，并将多路脉冲于不同时间延迟后合并为一路输出，各路之间通过引入精密延迟，将其分开。

本发明可以实现不同阻抗、不同脉冲宽度的多路高压脉冲监测。经本发明的扩展，可以适用于各类多路、多阻抗高压脉冲的监测，可广泛应用于条纹相机、分幅相、X射线管等领域。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2为整体电阻网络的等效电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，输入的高压脉冲分别从“输入脉冲1”、“输入脉冲2”…等口进入系统，经过不同的延迟线，在时间上错开，延迟线的选择根据脉冲的宽度决定，一般为了达到可观测的脉冲，延迟线长度选择为脉冲时间宽度的3-5倍对应的传输电缆的长度。其中C1、C2…是为了隔离外来直流信号，避免对终端示波器的损坏，C1、C2…的值根据脉冲的带宽计算求得。根据需求的衰减倍数和系统阻抗，计算每路输入脉冲周围匹配的电阻值。经延迟、匹配、衰减后的多路脉冲汇聚于中心进行输入。整个电路的PCB布板设计为中心对称结构，各相同功能节点布线长度、宽度相同，以保障时间的严格统一。

对于典型的50欧姆4路监测网络：输入脉冲1对“地”的等效电路如图2所示，输入脉冲2、输入脉冲3、输入脉冲4与输出脉冲1对“地”的等效电路完全相同。例如，可选择R21＝R22＝R23＝R24＝R25＝R26＝R27＝R28＝130欧姆，R11＝R12＝R13＝R14＝200欧姆，则等效电阻约为50欧姆，满足阻抗匹配。