[发明专利]一种测量纳秒脉冲电流的罗氏线圈

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量纳秒脉冲电流的罗氏线圈，是一种通过改进一般罗氏线圈的感应线圈，积分电阻从而减小罗氏线圈本身的自激震荡，改善其相应频率，从而实现测试纳秒脉冲电流。

背景技术

随着脉冲功率技术的发展，高压脉冲信号的上升沿越来越快，对脉冲测量的要求也越来越高，脉冲电流的测量一般采用同轴分流器或罗氏线圈。而罗氏线圈具有无源，且和测试设备无直接电气接触的优点得到了广泛应用。

目前微秒级的电流信号测量常用外积分式罗式线圈，由于用于外积分式罗式线圈必须经过一个RC积分回路，所以其测量的频率相应受到限制，在纳秒级电流信号的测量中很难应用。自积分罗氏线圈的频率相应高，是测量微秒亚微秒电流的理想手段。但是采用一般的自积分罗氏线圈测量纳秒脉冲电流会存在一些问题。其主要存在的问题有：

1、感应线圈的电感和寄生电容较大，容易产生自激震荡。

2、积分电阻寄生电感，电容较大使测试信号产生失真。

3、输出信号电压脉冲幅值较高，达到几千伏。一般衰减器很难用于此类信号的衰减。

基于这些因素，传统自积分罗氏线圈很难测试纳秒脉冲电流，需要对自积分线圈进行特殊的设计才能用于纳秒脉冲电流的测量。

MARX发生器放电电流具有前沿陡，前沿在几个纳秒，幅值大，电流幅值在几千安培。一般的自积分罗氏线圈无法满足测试要求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种测量纳秒脉冲电流的罗氏线圈，解决脉冲功率技术中MARX发生器放电产生的纳秒级电流的测量问题。

技术方案

一种测量纳秒脉冲电流的罗氏线圈，包括感应线圈和积分电阻；其特征在于：所述感应线圈包括超微晶磁芯和绕制在超微晶磁芯上的铜带，超微晶磁芯和铜带置于环状屏蔽外壳内；所述积分电阻采用多个并联的碳膜电阻，多个并联的碳膜电阻置于屏蔽外壳内，屏蔽外壳上设有信号输入和信号输出端口；所述超微晶磁芯外缠绕绝缘胶带。

所述多个并联的碳膜电阻为3个以上。

所述安置超微晶磁芯和铜带的环状屏蔽外壳厚度为2mm。

所述铜带的宽度为8mm，厚度为0.15mm。

所述安置碳膜电阻的屏蔽外壳的厚度为2mm。

所述积分电阻的取值范围为10-100欧姆。

所述碳膜电阻采用2瓦的碳膜电阻。

有益效果

本发明提出的一种测量纳秒脉冲电流的罗氏线圈，感应线圈包括超微晶磁芯和绕制在超微晶磁芯上的铜带，超微晶磁芯和铜带置于环状屏蔽外壳内；所述积分电阻采用多个并联的碳膜电阻，多个并联的碳膜电阻置于屏蔽外壳内。

本发明与现有的自积分罗氏线圈比较，具有以下特点：

1、磁芯采用响应频率更高的超微晶磁芯，用铜带代替导线，减小导线自身的寄生电感和寄生电容。铜带在磁芯上缠绕6匝。

2、积分电阻采用寄生电感较小的多个碳膜电阻并联，以此减少积分电阻本身的寄生电感，防止发生自激震荡。由于在积分电阻端感应的电压较大，所以采用2W的碳膜电阻。积分电阻取10-100欧姆。

3、由于在积分电阻端感应的电压较高，衰减器采用耐压达8千伏的脉冲衰减器，以此来衰减测试信号的电压。

附图说明

图1：纳秒脉冲电流罗氏线圈组成图

图2：感应线圈结构图

图3：感应线圈截面图

图4：积分电阻结构

图5：罗氏线圈电路原理图

1-感应线圈，2-积分电阻，3-脉冲衰减器，4-铜带，5-屏蔽外壳，6-超微晶磁芯，7-碳膜电阻，8-电阻的屏蔽外壳，9、10-信号输入输出端口。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明实施例：纳秒脉冲电流罗氏线圈主要由感应线圈1，积分电阻2组成。测试时，积分电阻2与脉冲衰减器3连接，测试电流A从感应线圈正中心穿过。其组成图如图1所示。

其中感应线圈包括三个部分，为超微晶磁芯6，铜带4和屏蔽外壳5，屏蔽外壳的厚度为2mm。其具体组成如图2所示。超微晶磁芯外缠绕绝缘胶带，防止把铜带短路。铜带在磁芯外缠绕6匝，铜带的宽度为8mm，厚度为0.15mm，铜带之间用绝缘胶带绝缘。