一種皮秒級高壓脈衝測量裝置的製造方法

2023-10-28 10:25:52 4

一種皮秒級高壓脈衝測量裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種皮秒級高壓脈衝測量裝置，上銅套為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊上連接板。下銅套為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊下連接板。上銅套和下銅套扣合形成一個金屬環，連接皮秒級高壓脈衝發生器的同軸電纜穿過這個金屬環。上銅套兩側的上連接板和下銅套兩側的下連接板通過若干顆螺釘連接在一起。上銅套具有一個通孔。這個通孔中嵌入BNC接頭。BNC接頭的中心探針的下端與聚丙烯薄膜接觸。銅片一側與聚丙烯薄膜接觸，另一側面向同軸電纜的銅芯。穿過金屬環的同軸電纜的絕緣外皮被剝離。銅片下方的同軸電纜銅網被剝離，使得銅片與同軸電纜的絕緣介質層接觸。BNC接頭通過同軸電纜連接示波器。
【專利說明】
一種皮秒級高壓脈衝測量裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及脈衝信號測量。
【背景技術】
[0002]信號源一般都為脈衝信號發生器，發生器產生前沿短、幅值高的快速脈衝信號，這種脈衝信號瞬態變量比重大，在電纜中的波傳輸能力強，對空間電磁幹擾能力也較強。開關進行通斷操作過程瞬態電磁環境情況複雜，其中的瞬態變量的影響明顯，所以不能忽略。因此，在系統中通過高壓側的測量迴路系統福射瞬態變量產生高頻電磁波對低壓側的測量迴路影響大，對測量結果產生不可忽視的影響，降低測量系統的準確性。
[0003]當脈衝信號頻率達到皮秒級後，信號具有峰值高，頻率高，脈衝前沿陡，信號頻率豐富和一次過程的特點。現有測量系統響應時間較長，脈寬較窄，傳輸線上的阻尼電阻，各連接處的容性效應和引線電感作用，將導致最終峰值測量誤差偏大，波形畸變嚴重，不能在示波器上同步，相位差偏大。因此在如此高的技術要求下，為了克服傳統脈衝發生器需要外界探頭和示波器才能監測輸出波形且不能實時監測可靠的缺點，有必要研製滿足要求的分壓器。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的是解決現有測量裝置兩電容連接引線帶來的振蕩、每次拆卸安裝需要重新標定電容、破壞電纜、以及因傳輸距離增加帶來的脈寬降低和波形畸變的問題。
[0005]為實現本實用新型目的而採用的技術方案是這樣的，一種皮秒級高壓脈衝測量裝置，其特徵在於:包括螺釘，上銅套，下銅套，銅片，BNC接頭和聚丙烯薄膜。
[0006]所述上銅套為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊上連接板。所述下銅套為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊下連接板。
[0007]所述上銅套和下銅套扣合形成一個金屬環，連接皮秒級高壓脈衝發生器的同軸電纜穿過這個金屬環。所述上銅套兩側的上連接板和下銅套兩側的下連接板通過若干顆螺釘連接在一起。
[0008]所述上銅套具有一個通孔。這個通孔中嵌入BNC接頭。所述BNC接頭的中心探針的下端與聚丙烯薄膜接觸。所述銅片一側與所述聚丙烯薄膜接觸，另一側面向同軸電纜的銅芯。
[0009 ]穿過所述金屬環的同軸電纜的絕緣外皮被剝離。所述銅片下方的同軸電纜銅網被剝離，使得所述銅片與同軸電纜的絕緣介質層接觸。
[0010]所述BNC接頭通過同軸電纜連接示波器。
[0011]本實用新型的技術效果是毋庸置疑的:本文設計了一種同軸型電容分壓器測量裝置，在傳統的電壓測量裝置電容分壓器的優點基礎上，高壓電容與低壓電容共用探頭，解決了兩電容連接引線帶來的振蕩問題；用BNC接頭，提高了測量帶寬；將分壓器與一小段電纜連接組成分壓器測量裝置，解決了每次拆卸安裝需要重新標定電容的問題，保持了分壓比的穩定可靠，同時將該裝置置於電纜源頭處，避免了對電纜的破壞與傳輸距離增加帶來的脈寬降低，波形畸變的問題;還具有結構簡單小巧等優點。由於固定於一段電纜，測量時直接連接即可，十分方便，較低的成本和具有較高的精度，使此裝置在工程上也可以得到較好的應用。
[0012]值得一提的是，在我國，脈衝功率技術主要是與可控核聚變、電子束和離子束加速器、新興強雷射等重大科學技術項目和國防的需要緊密結合而發展起來的，而隨著脈衝功率技術的進一步發展，在民用，工業甚至生物醫學領域都將有著越來越重要的作用，如對生物體中病變細胞的定向打擊就需要對信號攜帶的能量大小精確控制，高壓脈衝技術在水處理中的應用。因此有一個測量精度高，抗幹擾性能好，測量範圍寬的可靠脈衝信號測量體系對於我國脈衝功率技術發展起著重大作用。
[0013]從技術層面來說，在測量精度，抗幹擾等方向上的改進是從納秒級信號測量到皮秒級信號測量的飛躍，這將會為以後實現更高頻率和幅值的信號的測量提供更多的考慮因素和更精確的分析方向。
[0014]在生物醫學細胞治療研究上，科學家們發現脈衝信號從毫秒級到納秒級分別可以實現誘導基因轉染到實現細胞內處理和不可逆的電擊穿，進而推測脈衝信號實現到亞納秒級甚至皮秒級將會將細胞響應的作用靶點轉移到細胞器膜上，這對於癌細胞等病變細胞的定向打擊有著重要意義，更可以推想將脈衝信號頻率發展到飛秒級後將有著更廣泛的應用，隨之發展的信號測量系統將會有著更重要的意義。
【附圖說明】

[0015]圖1為本實用新型的結構不意圖。
[0016]圖中:螺釘I，上銅套2，上連接板201，下銅套20，下連接板2001，銅芯3，銅片4，BNC接頭5，中心探針501，外套502，聚丙烯介質薄膜6，銅網7，絕緣介質層8
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但不應該理解為本實用新型上述主題範圍僅限於下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本實用新型的保護範圍內。
[0018]一種皮秒級高壓脈衝測量裝置，包括螺釘I，上銅套2，下銅套20，銅片4(選用銅箔，不計厚度，尺寸為5mm X 10mm)，BNC接頭5和聚丙烯薄膜6 (相對介電常數為2.2，厚度為1.6mm，尺寸為20.0lmm X 13.12mm)。
[0019]所述上銅套2為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊上連接板201。所述下銅套20為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊下連接板2001。
[0020]所述上銅套2和下銅套20扣合形成一個金屬環，連接皮秒級高壓脈衝發生器的同軸電纜穿過這個金屬環。所述同軸電纜為普通的同軸電纜，由內到外依次是銅芯3、絕緣介質層8、銅網7和絕緣外皮。所述上銅套2兩側的上連接板201和下銅套20兩側的下連接板2001通過若干顆螺釘I連接在一起。
[0021]所述上銅套2具有一個通孔。這個通孔中嵌入BNC接頭5。所述BNC接頭5的中心探針501的下端與聚丙烯薄膜6接觸。所述銅片4 一側與所述聚丙烯薄膜6接觸，另一側面向同軸電纜的銅芯3。
[0022]穿過所述金屬環的同軸電纜的絕緣外皮被剝離。所述銅片4下方的同軸電纜銅網7被剝離，使得所述銅片4與同軸電纜的絕緣介質層8(材質為聚乙烯，相對介電常數為2.26，半徑為4.7mm)接觸。銅片4不與銅網接觸。
[0023]所述BNC接頭5通過同軸電纜連接示波器(實施例中，採用分壓比標定採用一個重複頻率為10000Hz，脈寬為600ps，上升沿和下降沿分別為200ps，幅值為IkV的高壓脈衝信號發生器)。標定波形的顯示採用美國Teledyne Lecrov公司WavePro 760Zi_A示波器，WavePro7Zi系列示波器包含可選的50 Ω和IM Ω輸入功能。4GHz和6GHz型號包括ProBus和Prolink輸入接口，這意味著可連接8個探頭，然後通過儀器面板或遙控的方式從這8個探頭中選擇。為了提高帶寬，選用GHz等級的公母頭以及BNC接頭。
【主權項】
1.一種皮秒級高壓脈衝測量裝置，其特徵在於:包括螺釘(I)，上銅套(2)，下銅套(20)，銅片(4)，BNC接頭(5)和聚丙烯薄膜(6); 所述上銅套(2)為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊上連接板(201);所述下銅套(20)為一個半圓弧金屬板，其兩側分別具有一塊下連接板(2001); 所述上銅套(2)和下銅套(20)扣合形成一個金屬環，連接皮秒級高壓脈衝發生器的同軸電纜穿過這個金屬環;所述上銅套(2)兩側的上連接板(201)和下銅套(20)兩側的下連接板(2001)通過若干顆螺釘(I)連接在一起； 所述上銅套(2)具有一個通孔;這個通孔中嵌入BNC接頭(5);所述BNC接頭(5)的中心探針(501)的下端與聚丙烯薄膜(6)接觸;所述銅片(4) 一側與所述聚丙烯薄膜(6)接觸，另一側面向同軸電纜的銅芯(3); 穿過所述金屬環的同軸電纜的絕緣外皮被剝離;所述銅片(4)下方的同軸電纜銅網(7)被剝離，使得所述銅片(4)與同軸電纜的絕緣介質層(8)接觸； 所述BNC接頭(5)通過同軸電纜連接示波器。
【文檔編號】G01R15/06GK205691646SQ201620589876
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月16日 公開號201620589876.9, CN 201620589876, CN 205691646 U, CN 205691646U, CN-U-205691646, CN201620589876, CN201620589876.9, CN205691646 U, CN205691646U
【發明人】姚陳果, 楊瑩, 李汶蓉, 唐韜
【申請人】重慶大學