ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПАКЕТОВ ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1972 года по МПК H03K7/02 

Изобретение относится к сильноточной электронике и может быть использовано для преобразования знакопеременного напрял ения частотой 50 гц в пакеты униполярных импульсов частотой до десятков килогерц и амплитудой в десятки киловольт.

Известен высоковольтный формирователь пакетов импульсов, содержащий секционированный магнитонровод из тороидальных сердечников и автоэмиссионную ускорительную трубку.

Предложенный формирователь отличается тем, что изолирующая оболочка ускорительной трубки со стороны анодной диафрагмы вакуумноплотно соединена с металлическим стаканом.

На фиг. 1 показан предлол епный высоковольтный формирователь пакетов импульсов.

Формирователь состоит из коаксиально расположенных тороидальных сердечников /, несущих по одному объемному витку 2, и вторичного витка 3, являющегося камерой торможения электронного -пучка, сформированного встроенной автоэмиссионной ускорительной трубкой (УТ). УТ состоит из автокатода 4, анода 5 и стеклянной вакуумной оболочки 6, служащей изолятором. Торцовая часть 7 вторичного витка служит коллектором. Витки первичных обмоток импульсного трансформатора соединяются в параллель щинами 8 и

возбуждаются прямоугольными импульсами от внещиего генератора переменного напряжения, присоединяемого последовательно с нагрузкой к клеммам 9.

Таким образом, формирователь пакетов импульсов состоит из автоэмиссионной УТ, спаренной с цилиндрической камерой тормоя ения, являющейся вторичной обмоткой обращенного импульсного трансформатора (ИТ),

так что электронный узел выполнен в виде отпаянного вакуумного прибора, помещенного в цилиндрическом отверстии секционированного тороидального сердечника. Пр1П1цип действия устройства поясняется

фиг. 2.

Амплитуда положительного импульса возбуждения на аноде имеет величину

,

где UQ - напряжение на входных залчимах ИТ; N - число секций магнитопровода; ii - коэффициент использования схемы. Длительность имиульса возбул дения ,050,5 мксек. Характер изменения напряжения возбуждения и обратного напрял ения внешнего генератора вдоль оси прибора показан на фиг. 2,а. В промежутке катод (К)-анод (А) напря UoNt. На участке анод - коллектор (Кол) напряжение 1/воз падает до величины At/, определяемой падением на-пряжения в камере торможения пучка. Спад напряжения Ьиозб носит ступенчатый 5 характер, число ступенек равняется N, а величина перепада напряжения на ступени . Обратное напряжение внешнего генератора целиком прикладывается к промежутку катод-анод ускорительной трубки, ю а на участке анод - коллектор практически остается постоянным. Напряжение на зажимах генератора переменного напряжения Uf (фиг. 2,6) имеет период Г,. Нмпульсы возбуждения (фиг. 2,б) имеют длительность т и is период следования Гг, их форма близка к прямоугольной. На омической нагрузке (фиг. 2,в) формируются пакеты униполярных импульсов тока /и, причем скважность пакетов быть меньше 2. Для эффективной работы предлагаемого формирователя необходимо выдерживать отношение частот внешнего генератора и напряжения возбуждения порядка , где Л , а Fa-l/r. Ориентировочно отношение , и отношение возо/ г 1 обеспечиваются следующим образом. В течение положительной полуволны напря- 30 жения Uf, приложенного к промежутку катод - анод, автоэмиссионный ток невелик (порядка десятков миллиампер). Однако как только на напряжение f/r накладывается короткий им-нульс возбуждения t/возб, поле у по- 35 верхности автоэмиттера резко усиливается, и в промежутке катод-анод формируется интенсивный нучок электронов. За анодной диафрагмой электронный пучок тормозится в равномерном поле до некоторо- 40 20 го минимального потенциала Д(/. При этом под действием увеличивающихся сил пространственного заряда увеличивается диаметр пучка. Когда напряжение U на входе УТ установится отрицательным и близким по амплитуде к положительным импульсам возбуждения, прибор полностью запирается. Если форма напряжения близка к трапецеидальной,, то полное запирание прибора возможно сразу после перехода напряжения t/r через нуль, Частота следования импульсов в пакете определяется частотой F напряжения возбуждения, а частота следования пакетов задается внешним генератором знакопеременного напряжения. Регулируя частоту и длительность импульсов напряжения возбуждения, можно изменять величину среднего тока в нагрузке /ср (фиг. 2,г). Таким образом, высоковольтный формирователь пакетов импульсов имеет частотно-фазовую регулировочиую характеристику. Предмет изобретения Высоковольтный формирователь пакетов импульсов, содержащий секционированный магнитопровод из тороидальных сердечников, на каждом из которых укреплено но одному объемному витку, включенному в параллель с остальными, и встроенную автоэмиссионную ускорительную трубку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров и расширения диапазона рабочих напрял ений, изолирующая оболочка ускорительной трубки со стороны анодной диафрагмы вакуумноплотно соединена с металлическим стаканом так, что электронный узел представляет собой отпаянный вакуумный прибор, расположенный соосно внутри колонны сердечников.