[发明专利]一种CVP探头有源积分法的低阻传输电路

说明书

技术领域

本发明涉及信号传输领域，尤其是涉及一种CVP探头有源积分法的低阻传输电路。

背景技术

直线感应加速器（以下简称LIA）高电压快脉冲加速腔电压波形测试，通常波形带宽在几十兆赫，幅值为几百千伏的单次方波脉冲。通常采用CVP探头与电缆负载将原始信号微分，再通过远端积分盒（积分电阻为示波器输入电阻）进行积分还原显示得到加速腔电压波形，但此方法的信号传输电缆通常较长，使得微分信号高频分量损失较严重而导致还原波形失真。

LIA腔电压的测量是利用CVP探头与电缆负载将原始信号微分，再通过积分盒或数值积分进行积分还原。不管采取何种积分方式，信号传输都有一定的限制。通常情况下，微分信号可通过长电缆传到终端在积分，但终端必须是高阻。几十到一百米以上的同轴电缆将微分信号传送到终端，微分信号的前后沿损失较严重，这是由于同轴电缆带宽限制对信号高频成份有衰减，使用有一定的局限性。而在高阻状态下积分后电压波形，又无法用同轴电缆传输，受到低阻特性的限制。

发明内容

本发明的目的是通过阻抗变换技术的原理将传输终端的积分电阻提前，与积分电容无限接近并构成积分单元作为阻抗变换单元的输入电路，和CVP探头的微分单元直接相连，使得微分信号不经过任何传输直接送入积分单元，确保微分信号无损失地进行积分，保证了积分后电压信号的真实性。在通过电路设计将其阻抗变换单元输出回路的输出电阻设计成低阻，在输出端呈低阻条件下，就可以实现低阻传输的功能。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种CVP探头有源积分法的低阻传输电路，由CVP探头单元、积分单元和阻抗转换单元组成，所述CVP探头单元的输入端输入高压脉冲方波， CVP探头单元中的RC微分电路输出端连接到积分单元的输入端，积分单元的输出端连接到阻抗转换单元，所述积分单元为RC积分电路，RC积分电路的积分信号输出回路之间设置为高阻，所述阻抗转换单元的输出回路之间设置为低阻，阻抗转换单元的输出回路直接连接到信号传输线，所述RC微分电路中的电容容值满足C₁<<t_r/0.7πR，其中：t_r为被测前沿时间、R为特性阻抗。

在上述技术方案中，所述RC微分电路中的电容容值小于1pF。

在上述技术方案中，所述微分电路的输出与积分单元的输入直接连接，即微分电路输出的微分信号无传输损耗进入到积分单元。

在上述技术方案中，所述积分单元中的积分电容为同轴结构，电容上无任何无引线。

所述积分电容包括两个电极，每个电极采用一块金属片，两块金属片相对设置且保持距离，金属片焊接到积分回路中对应端。

在上述技术方案中，所述阻抗转换单元从输入到输出依次包括一级高速缓冲电路和一级放大电路。

在上述技术方案中，所示高速缓冲电路的高阻特性、阻抗大于1MΩ，输出阻抗小于5Ω。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：在彻底解决了通用积分法所存在的技术问题的情况下，实现CVP探头有源积分法的低阻传输技术，通过将有源积分器直接与CVP探头输出端连接，剔除长电缆对微分信号高频分量的影响，也很好地解决了在测试技术方面无法对积分信号传输（长电缆或光纤）、阻抗匹配、信号分路或叠加等通用测试手段问题。而且有源积分器输出电阻较低，可以与其他测试单元进行连接，不存在不宜阻抗匹配问题。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是CVP探头有源积分法低阻传输电路框图；

其中：1是CVP探头，2是积分单元，3是积分电容。

具体实施方式

本发明主要面对的对象是高电压快脉冲加速腔电压波形测试，通常波形带宽在几十兆赫，幅值为几百千伏的单次方波脉冲。因此本发明中的CVP探头有源积分法的低阻传输技术利用阻抗变换技术的原理将其传统测试中的终端积分电阻提前，与积分电容无限接近并构成积分单元，积分电容做成同轴式且无任何引线；作为阻抗变换单元的输入电路，和CVP探头的微分单元直接相连，使得微分信号不经过任何传输直接送入积分单元，确保微分信号无损失地进行积分，保证了积分后电压信号的真实性。在通过电路设计将其阻抗变换单元输出回路的输出电阻设计成低阻，在输出端呈低阻条件下，就可以实现低阻传输的功能。