基于電阻分壓器的納秒高壓脈沖測量系統(tǒng)研究.pdf

1、納秒級高電壓脈沖是極快的變化過程，被測脈沖前沿快、上升時間為亞納秒到十納秒范圍；被脈沖幅值高，通常為幾十千伏到兆伏級：快脈沖下的電磁干擾很嚴重，因此對測量系統(tǒng)提出了苛刻的要求。在由電阻分壓器和存儲示波器組成的測量系統(tǒng)中，分壓器和測量系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分間的阻抗匹配與否，對測量結(jié)果影響很大。本文通過仿真進行優(yōu)化設計，進一步探討影響電阻分壓器性能的因素，探索改善分壓器性能的有效途徑，為高性能納秒脈沖電壓測量分壓器提供指導，同時試驗設計出能夠滿

2、足納秒級高壓脈沖測量要求的小型分壓器.主要研究內(nèi)容如下： 1.討論了測量系統(tǒng)的動態(tài)性能要求，分析了測量系統(tǒng)中電阻分壓器的動態(tài)響應性能。分析了電阻分壓器脈沖測量系統(tǒng)的性能影響因素，包括系統(tǒng)的阻抗匹配、高壓引線、輸出電纜、數(shù)字存儲示波器等.阻抗不匹配對測量系統(tǒng)影響很大，阻抗不匹配可能引起反射、振蕩及初始分壓比與穩(wěn)態(tài)分壓比的差異。介紹了阻抗匹配基本原理及常見的阻抗匹配方法。 2.對幾種常用仿真軟件進行分析比較后，選用基于矩量法

3、的高頻電磁場仿真軟件FEKO對電阻分壓器結(jié)構進行仿真設計。 3.通過仿真分析得出：為了在分壓器輸出端得到理想的電磁脈沖波形，減小電磁波的反射，分壓器結(jié)構設計至關重要。通過對不同結(jié)構仿真分析得出：分壓器前過渡段主要對輸出端電壓波形上升沿產(chǎn)生影響，使脈沖上升時間延長；后過渡段主要對電壓波形衰落部分產(chǎn)生影響，使電壓波形產(chǎn)生畸變。并用HFSS軟件輔助優(yōu)化設計電阻分壓器總體尺寸，分析表明：分壓器采用兩頭窄、中間寬的錐形過渡，在總長為200