[发明专利]一种非对称正反矩形波脉冲工艺

说明书

本发明公开了一种非对称正反矩形波脉冲工艺，具体涉及矩形波脉冲工艺技术领域，用矩形脉冲go(t)表示二进制数字0，矩形脉冲go(t)包含c个脉冲宽度为τ的窄脉冲，用矩形脉冲g1(t)表示二进制数字1。本发明通过提供接近于周期波的非对称信息源，当用于正弦调制时，得到的调制结果已经完全接近正弦信号，频带利用率极高，提供的信息源或调制信号便于集成电路的制作，适应面宽，加速负载电压下降过程，且保证负载上无电压振荡，确保非对称正反矩形波脉冲特性，电路全部采用固体器件，整个系统稳定性强、体积小、寿命长，为高电压、快上升及快下降脉冲电路提供了全新的设计方案，通过光耦隔离，使触发信号可靠性和精准度高，输出电压可以根据负载需求调整。

技术领域

本发明实施例涉及矩形波脉冲工艺技术领域，具体涉及一种非对称正反矩形波脉冲工艺。

背景技术

在高压电工技术领域中，有许多高压脉冲的实现方法，由于不同应用场合对电压的波形有特定的要求，需要设计具有电压上升和下降速度快，且抖动下的电源，以满足激光领域的应用需求。此类电源的典型负载是电光晶体，由于泡克耳斯效应，各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化，高压快脉冲作用到电光晶体上可以产生电光效应，此技术广泛运用于激光聚变装置、等离子体诊断、加速器技术等领域，随着激光技术的不断发展，对快脉冲电源的精度需求越来越高，具体表现在前沿和后沿均保持在纳秒级，电压幅值达几十千伏，电压达到最大后超调抖动不超过百分之一，平顶时间段电压下降不超过百分之一，因此，对器件的选择和回路设计都提出了更高的要求。

在外加电场极化法的原有技术中，电源电路全部由电子器件实现，高压矩形脉冲产生的方法中主要有:高频脉冲加低频脉冲调制、脉冲变压器升压和高反向耐压开关管直流斩波。高频脉冲加低频脉冲调制的方法，电源输出脉冲频率最小是75Hz，输出脉冲幅值最大12kV，在频率可调整范围、输出幅值可调整范围方面难以满足各种规格晶片极化的要求:脉冲变压器升压的方法，由于电场极化法要求电源输出脉冲频率低，变压器体积巨大，不易制造，同时脉冲波形难以保证要求；高反向耐压开关管直流斩波的方法，由于受到现有制作水平的限制，目前商用的开关管的最大反向耐压只有3kV，因此输出电压的幅值受到限制，虽然氢闸管的反向耐压值高，由于造价高，且依赖进口，没有普遍推广“的意义。由于电场极化法要求电源输出脉冲频率低，脉冲宽度宽，脉冲幅度高，平顶下降小，并且诸多参数在使用过程中需要调整，因此采用常规方法，不仅难以达到各种规格晶片极化的技术要求，而且由于器件的制作水平受到限制不易制造。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种非对称正反矩形波脉冲工艺，通过提供接近于周期波的非对称信息源，当用于正弦调制时，得到的调制结果已经完全接近正弦信号，因而其频谱能量高度集中，占用带宽更窄，若以有限带外衰减带宽或99％功率带宽计算，则频带利用率极高，提供的信息源或调制信号便于集成电路的制作，适应面宽，只要改变c，τ，Ts即可控制信号频谱特性和传输码率，在同样的发射功率下得到不同的传输性能，以适应不同的信道环境，可以保证放电截止时电源端直接接地，加速负载电压下降过程，且保证负载上无电压振荡，使脉冲下降沿时间更短，确保非对称正反矩形波脉冲特性，电路全部采用固体器件，可以调整输出电压脉宽和频率，单个器件失败时不影响电路工作的安全性，整个系统稳定性强、体积小、寿命长，为高电压、快上升及快下降脉冲电路提供了全新的设计方案，通过光耦隔离，触发信号稳定可靠，输出高压对控制芯片的干扰较小，所有半导体开关器件同时动作，提高触发的可靠性和精准度，输出电压可以根据负载需求调整，以解决现有技术中由于高频脉冲加低频脉冲调制、脉冲变压器升压和高反向耐压开关管直流斩波的方法存在电压超调，“平顶”的平整度不理想，波尾延长，电压下降缓慢，难以达到各种规格晶片极化的技术要求，器件的制作水平受到限制不易制造的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种非对称正反矩形波脉冲工艺，具体步骤如下：用矩形脉冲go(t)表示二进制数字0，矩形脉冲 go(t)包含c个脉冲宽度为τ的窄脉冲，其函数表达式为:

1.go(t)＝II(t)0≤tdτ