Генератор наносекундных импульсов Советский патент 1977 года по МПК H03K3/02 

И:«)бретеиис относится к области наиосеундной импульсной техники.

Известны генераторы напосекундны.х имульсов, содержащие две свернутые в рулон проводящие и и; олированные одна от другой енты, к одной из них в начале, середине или конце подключен искровой разрядник, работаюший на емкостную нагрузку.

Однако известные устройства не обеспечивают получение стабильных наносекундных импульсов.

С целью получения стабильных наносекундных импульсов в предлагаемом генераторе нагрузка помеп1ена внутри рулона и через дополнительный искровой разрядник подключена к одной из проводящих лент, выполненных из материала с высокой магнитной п)оницаемостью. например из трансформаторной стали, покрытой слоем материала с малым удельным сопротивлением, например медью, а параллельно нагрузке подключен дополпительный резистор.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемою |енерато|)а высоковольтных наносекундных импульсов; на фиг. 2 конструкция генератора.

Левая часть схемы на фиг. 1 представляет собой сгшральный генератор, намотанный из двух проводящих лент 1 и двух изолирующих лент (последние на фиг. 1 не показаны), которые, будучи наложены одна на другую пооче редно, смотаны по типу цилиндрического конденсатора в рулон. В результате конденсатор состоит из двух линий, в одной из которых в

начале, в середине или в Komie установлен ком мутатор 2, например искровой разрядник.

Проводящие ленты I представляют собой ленты из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из трансформаторной стали типа ХВП, покрытые тонким проводящим

слоем из материала с малым удельным сопротивлением, например медью.

Правая часть схемы фиг. 1 представляет собой схему формирования наносекундного импульса и включает коммутатор 3, например искровой разрядник, нагрузку 4, обладающую определенной емкостью, например рентгеновскую трубку, и дополнительный безындуктнвный резистор S, например, типа ТВО.

В герметичном цилиндрическом корпусе 6 в газе под высоким давлением размещены элементы генератора. Проводящие ленты I н нзолируюшие ленты намотаны на цилиндрическом изоляционном каркасе, внутри которого расположены нагрузка 4 н добавочный резистор 5. Ввод зарядного напряжения, регулировки рабочих промежутков коммутаторов 2 н 3, нанускдавлением газа в сосуде, а также ферриювые стержни, помещающиеся для увеличения выходного напряжения генератора вокруг нагрузки 4, для простоты не показаны.

В статическом состоянии цилиндрический конденсатор, намотанный из двух проводящих лент 1 и изолирующих лент, заряжен до иапряжения источника питания. После срабатывания коммутатора 2 одна из линий, составляющих цилиндрический конденсатор, закорачивается и от ее короткозамкнутого конца начинает распространяться волна напряжения с крутым фронтом и обратная по знаку зарядному напряжению. Другая линия остается заряженной до напряжения источника питания. Поскольку электрические векторы, направленные при зарядке генератора встречно, становятся направленными после срабатывания коммутатора 2, 1;енератор можно рассматривать как ряд коаксиальных емкостей, соединенных последовательно и заряженных до напряжения источника питания.

Таким образом, амплитуда импульса напряжения на выходе,генератора возрастает теоретически до 21% где и-Амплитуда зарядного напряжения, а п- число витков цилиндрического конденсатора. За счет разного рода потерь выходное напряжение несколько ниже и составляет 2Ufi ft, где - коэффициент потерь. Формирование наносекундных импульсов из синусоидального затухающего напряжения спирального генератора, имеющего полупериод порядка сотен наносекунд,происходит после срабатывания коммутатора 3, который настраивается таким образом, что его срабатывание происходит на максимуме полуволны нужной полярности. После срабатывания коммутатора

3 выходное напряжение генератора прикладывается к емкости нагрузки 4 и за счет разряда этой емкости через дополнительный резистор 5 на нагрузке формируется импульс экспоненциальной формы. Так как пробой KO.V, .утатора 3 происходит в газе под высоким давлением, то ,передний фронт импульса может быть получен порядка наносекунды и менее. Длительность импульса легко регулируется подбором дополнительного резистора 5. Кроме того, выходная емкость спирального генератора должна быть хотя бы на порядок выще, чем емкость нагрузки, в противном случае вследствие деления напряжения между выходной емкостью генератора и емкостью нагрузки выходное напряжение может быть ниже расчетного.

Формула изобретения

Генератор наносекундных импульсов, содержащий две свернутые в рулон проводящие и изолированные друг от друга ленты, к одной из которых в начале, середине или конце подключен искровой разрядник, работающий на емкостиую нагрузку, отличающийся тем, что, с целью получения стабильных наносекундных импульсов, нагрузка помещена внутри рулона и через дополнительный искровой разрядник подключена к одной из проводящих лент, выполненных из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из трансформаторной стали, покрытой слоем материала с малым удельным сопротивлением, например медью, а параллельно нагрузке подключен дополнительный резистор.

Фиг-/

АЛ