一、一台变脉宽MV级脉冲发生器(论文文献综述)
赵岚[1](2021)在《新型PIPN结构SI-GaAs脉冲压缩二极管特性研究》文中认为纳秒、亚纳秒超快高压电脉冲在超宽带雷达、低温等离子体技术、生物医疗、激光技术等国防、科研及工业领域具有广阔的应用前景。近几年来,随着脉冲功率技术的发展,结构紧凑、高频率、长寿命的半导体功率开关已成为脉冲功率开关的重要发展方向。在实现电触发SI-GaAs非线性导通的基础上,课题组设计了新型脉冲压缩二极管。这种基于SI-GaAs的新型脉冲压缩二极管在MIM结构、MIP结构中都表现出良好的脉冲压缩效果,脉冲压缩比和前沿压缩比远超FID,DBD,磁开关等常规脉冲压缩器件,但仍存在电极烧蚀、漏电流大、寿命短等问题尚未解决。本文在MIM、MIP结构脉冲压缩二极管的研究基础上,提出并制备了 PIPN新结构样品。本文围绕该样品的结构设计和性能测试主要完成了以下三部分工作:1.针对新型脉冲压缩二极管测试需求,研制了一台上升沿40 ns~1μs可调,脉宽70~100μs可调,输出最大电压4500 V,脉冲电流10 A的高压脉冲电源。新型脉冲压缩二极管压缩特性与前级脉冲上升沿,电压,电流等特征参数密切相关,因此测试需要前级脉冲上升沿可调,电压大于3 kV,重复频率大于10 kHz。在高压MOSFET器件基础上,通过改变驱动电流的方法,实现了前级脉冲上升沿的调节。满足本文对PIPN样品寿命、脉冲压缩性能测试的需求。2.在MIM、MIP结构样品失效的研究基础上,设计并制备了 PIPN新结构样品。在对MIM和MIP样品机理研究和失效机理研究的基础上,提出了进一步利用pn结替代MIP结构中肖特基结的设计思路。经过设计计算,确定了各外延层厚度,浓度等结构参数,并利用MBE外延工艺制备了实验样品。3.利用所研制的高压脉冲电源,对PIPN样品的寿命、激发电压和电压上升速率的关系以及脉冲压缩特性进行了实验研究。结果表明:PIPN样品可以将脉宽为166ns、上升沿为50.72 ns的脉冲输出信号压缩至脉宽为12 ns、上升沿仅为1.6 ns,具有良好的脉冲压缩性能;PIPN样品在1 kHz重频下可运行300多万次,相比MIP结构样品(可运行3万次)运行寿命提高了 100倍;PIPN样品在电脉冲触发下存在一定的电流阈值和电压阈值,当电源电压大于阈值电压1700V,触发电流大于阈值电流3.33 mA,样品可正常触发脉冲。
王友林[2](2021)在《光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现》文中指出传统的双向卫星时间传输(TWSTT)和卫星共视法已经无法满足精密时间同步需求,基于光纤的时间同步系统由于成本低,且具有较强的抗干扰性和高稳定性,已 经成为构建地面时钟基准网的研究热点。但光纤通信系统中激光器、脉冲发生器、电光调制器和光接收器等器件以及光纤链路的噪声和非线性等都成为制约系统性能提升的首要因素。其中,光纤时间同步系统中的光接收和中继模块用于光信号正常接收和转发,无疑对系统性能指标具有显着影响。保证接收端适应输入信号动态范围的变化,实现时间同步信号的“无失真”放大并引入较小的噪声,同时保持较高的稳定性,将是设计光接收和中继的关键技术难题。由于单频正弦信号存在周期性相位模糊的问题且基于高精度锁频求频差的定时技术尚在研究论证阶段,光纤时间同步系统通常以脉冲作为承载,以强度调制或相位调制等方式,将电同步信号转换为光信号送入光纤链路中。之后通常采用环回法(Round-Trip)或双向比对法,依托脉冲上升沿,在系统发送端将环回的接收信号和原始发送信号进行时间比对,从而完成验证和反馈以实时调整时间同步特性,实现时间粗同步。可见脉冲边沿的优化和接收放大很大程度上影响着系统同步水准,是关注的焦点。基于上述背景,本文主要研究内容如下:(1)低噪宽带平衡光电探测器时间同步信号常选用2~5 V纳秒级上升沿的秒脉冲,涵盖DC至射频等宽带频率成分,宽带探测下低噪设计保证接收脉冲时引入较小干扰是一大挑战。而长距离传输后光信号大幅衰减要求探测器提供较高灵敏度。此外接收后中继回传时要匹配中继模块的触发电平。最后为兼容相干解调系统,需要设计平衡探测。为此本文探讨并自研了多种结构光电探测器,其中基于跨阻放大(TIA)的高增益、宽动态和高速特性,选用低噪声电流的光电探测专用芯片并使用低噪设计以限制宽带高频噪声;选用大压摆率芯片产生大幅度快速上升沿响应;引入Bias-Tee低高频分离规避直流耦合对运放线性工作的影响并单独进行低频精密放大;最终设计并实现了双路放大低噪(平衡)光电探测器。该探测器高频通频带为10 kHz~360 MHz,跨阻增益10.8 kΩ,本底噪声13 mVpp;低频通路为电光调制器提供了底噪小于6 mVpp的DC~4 kHz低噪反馈控制信号。达到和商用探测器同等水平。平衡探测器两臂共模抑制比(CMRR)在高频段达11 dB以上。经实验测试验证,在使用该探测器的实验室1400 km光纤时间同步时间双向比对系统中测得时间同步抖动标准差即STD等于29.77 ps@27 hour。背靠背情况下STD=13.18 ps@45 hour。满足实验室系统基本要求。(2)宽带功分器进行时间比对时,需要使用宽带功分器以保证两路比对信号的高度一致性(同源性),从而提高时间同步的精确性和稳定性。因而设计一分二甚至一分N等分功分器是必要的,其中二、三端口间要具备尽可能高的隔离度以削弱端口间信号的相互影响。以威尔金森功分器为理论基础,基于多节λ/4阶梯阻抗变换和阻抗变换低通原型滤波器,设计完成了 DC~400 MHz微带线和集总LC型宽带二等分功分器。两种功分器分配损耗小于3.7 dB,二、三端口隔离度13 dB以上。测得系统方波发生器同一端口功分出的两路信号时间比对稳定性STD<1.4 ps,明显优于方波发生器两不同端口测得的约7 ps的STD指标。(3)亚纳秒级脉冲发生器同时为改善光纤链路中的脉冲特性,可在发送端或接收中继处引入脉冲发生器,通过原脉冲信号触发,重新产生更高质量的脉冲信号。基于射频晶体管(RF BJT)的雪崩效应,设计实现了亚纳秒级脉冲发生器。测得输出脉冲下降沿达600ps以内,接入系统后显着缩短了同步脉冲的边沿上升时间。下降沿时间抖动STD<8ps,没有明显降低源脉冲的稳定性。
段赛飞[3](2021)在《基于MPC技术的重频高压纳秒脉冲电源的研制》文中研究指明GIS中隔离开关、断路器等操作时产生的快速暂态过电压(VFTO)具有波形陡、幅值高和频率范围宽的特点,对绝缘材料和设备造成很大的危害。因此研制一台电压发生装置用来模拟上升沿极陡的脉冲电压进行实验研究具有重要意义。磁脉冲压缩(MPC)技术在脉冲功率系统中得到广泛应用,本文基于磁脉冲压缩技术研制了一台高压重频纳秒脉冲电源用来模拟陡脉冲电压应力。磁脉冲压缩技术的核心器件是可饱和脉冲变压器与磁开关,针对这两种脉冲磁元件的设计是研制过程的核心工作。本文首先针对脉冲电源的工作过程进行了描述,分析了脉冲电压形成过程以及可饱和脉冲变压器的充、放电过程,对回路中的整流模块、快速恢复二极管、IGBT以及高压续流元件等重要器件进行了选择,设计了 IGBT触发回路。然后根据可饱和脉冲变压器与磁开关的性能需求以及磁芯材料的选取原则,测试了几种常用磁芯材料固有性能参数以及在直流、交流电压下的磁滞特性,并利用Comsol Multiphysics软件针对重频工作时的温升特性进行了研究,经过综合性能比对,选择铁基纳米晶1K107与Mn-Zn铁氧体材料作为可饱和脉冲变压器与磁开关磁芯材料,设计了它们的几何结构,测试了它们在脉冲电压下的磁滞特性;随后研究了铁基纳米晶1K107与Mn-Zn铁氧体磁芯在25℃-150℃范围内的脉冲磁化特性,结果表明磁芯温度每升高25℃,1K107磁芯的饱和磁感应强度下降约4%,Mn-Zn铁氧体磁芯磁感应强度下降约11%,基本满足设计需求。根据所测试的磁芯在脉冲条件下的磁化特性,运用Pspice仿真软件搭建了脉冲电源主回路仿真模型,获得了脉冲电源的理论波形参数,与实测波形参数相比对,并从波形参数影响因素的角度出发,分析了实测波形与理论波形之间存在误差的原因。对研制的脉冲电源进行输出测试,输出脉冲电压幅值在-27 kV内可调,频率在10 kHz内可调,上升沿为95 ns,半高宽为130 ns,脉宽为240 ns,经过调节可输出相同波形参数的正极性脉冲电压。
刘伟[4](2020)在《条带型纳秒脉冲冲击器设计研究》文中研究说明同步辐射光源是众多基础学科研究的重要工具之一,目前已经发展到接近衍射极限的第四代光源。为了减小束流发射度,衍射极限储存环在设计时采用了高梯度的四极铁和六级铁,增加了非线性效应,导致束流动力学孔径减小,传统的离轴凸轨注入法将不再适用。纵向累积注入和置换式注入属于在轴注入,对动力学孔径要求较低,能够满足衍射极限储存环的注入要求。在这类注入方法中,条带型纳秒脉冲冲击器是关键部件。由国家同步辐射实验室提出的合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)是一个基于衍射极限储存环的第四代光源,目前预研工作正在进行,其中离轴注入和在轴注入方案都在预研范围内。本文主要介绍了应用于HALF在轴注入方案的条带型纳秒脉冲冲击器的设计与研究情况。对在轴纵向累积注入原理进行了分析,给出纵向注入方案对纳秒冲击器的技术要求。在已有文献的基础上,改进了用于研究冲击器、束团、高压纳秒脉冲之间关系的时序图,得到更完善的纵向累积注入方案中储存环内束团与纳秒脉冲的时序关系。并以此推导了冲击器电极长度和高压脉冲形状,幅值间的联系。根据传输线理论,介绍了条带型纳秒冲击器的工作原理,总结了冲击器的各种模式及命名方法,以及不同模式下特性阻抗间的关系。使用CST仿真设计了应用于HALF纵向累积注入方案的条带型冲击器。从s参数,特性阻抗,场均匀度,最大场强,束流耦合阻抗等几个方面分析了冲击器的性能。介绍了样机的加工方案,安装过程。对加工好的样机进行了基本测试,使用网络分析仪测量样机的传输与反射参数,与仿真结果吻合较好。使用TDR模块测试冲击器差模特性阻抗,与CST仿真结果也比较符合。使用双极性高压纳秒电源对冲击器进行脉冲传输测试。结果显示,冲击器具有良好的传输特性,幅值衰减,波形畸变和反射都很小,验证了设计的合理性。根据第一代样机的测试结果提出优化改进,通过特殊定制的真空连接器实现和电极的连接,改善了冲击器的性能。对脉冲冲击器损失因子及阻抗进行了模拟计算,设计了一种新颖的具有拉紧测量线功能的阻抗匹配过渡段。在测量冲击器纵向束流耦合阻抗时,有效解决测量线的安装和拉紧问题。最后对冲击器的阻抗进行了测试。
张萌[5](2020)在《基于Marx电路的亚纳秒级脉冲源研制》文中认为近年来,超宽带探地雷达在军事和民用领域都得到了广泛的应用,这得益于超宽带探地雷达具有频谱分布较宽、穿透能力强、抗干扰性能好、结构轻巧简便、易于操作等优势。随着人们对超宽带探地雷达的探测分辨率的要求日渐提高,雷达系统中的信号发射机,即脉冲信号源不断得到改进和完善,其脉宽的设计从纳秒级别发展到亚纳秒级别。本文就双极性亚纳秒级脉冲信号源的研制,做了如下工作:首先是对各阶高斯信号的波形函数及其频谱分布进行了分析,其中一阶高斯信号波形不含有直流成分、正负双极性且电路制作简单,因此将一阶高斯脉冲信号作为本次设计的发射波形,并对实际电路测试得到的高斯上升沿和指数下降沿的脉冲波形进行了介绍。接着介绍了几种超宽带脉冲信号的产生方法,经过对比项目指标要求和电路优缺点,选择了基于雪崩三极管的Marx电路作为时域脉冲信号产生的技术途径。随后研究了雪崩三极管的雪崩倍增效应及其三种导通方式,在对Marx电路的充放电结构进行介绍之后,理论计算了基于雪崩三极管的Marx电路主要器件参数,并分析了级数和储能电容对Marx电路的影响,为后续的仿真提供了理论依据。第四章为Marx电路的仿真计算部分,在Marx电路仿真之前,先进行了对雪崩三极管选型和微带线杂散参数计算的准备工作,随后在PSPICE软件中搭建加入微带线的Marx电路仿真模型,将仿真得到的零阶高斯信号通过锐化电容法对脉冲宽度进行了压缩,利用串联小电感对脉冲波形的畸变进行了改善和优化。还介绍了几种产生一阶高斯脉冲信号的方法,通过进一步在仿真模型中加入设计好的RC微分电路,成功将零阶高斯脉冲信号整形为一阶高斯脉冲信号,为后续的电路板制作提供了可靠依据。最后依据理论和仿真计算结果,对基于Marx电路的脉冲信号源实物进行了加工制作和实验测试,随后将实验测试得到的脉冲波形与仿真软件计算出的波形指标进行了对比和分析,实验测试得到的双极高斯脉冲信号幅度为215V,脉冲宽度仅为260ps,上升沿为150ps,波形平坦,正、负极波形较为对称,并简要分析了测试波形产生时间抖动和拖尾信号的原因,并对降低抖动和改善拖尾信号提供了解决方案。
汤铠铭[6](2019)在《基于磁压缩技术的可调制纳秒脉冲电源的研制》文中提出本文针对脉冲形成线法中脉冲宽度灵活快速调节的不足,研究通过改变乙二醇和去离子水的比例关系,调整脉冲形成线介质的相对介电常数,实现脉冲电源实验系统输出脉冲宽度的连续可调,探讨调节脉冲宽度的新方式。首先,设计适合高频测试的液体电极系统,测量乙二醇、去离子水及其混合液体(10%、30%、50%、80%)的相对介电常数及其变化规律。研究发现:乙二醇与去离子水混合液体的相对介电常数介于乙二醇与去离子相对介电常数之间,且随着乙二醇含量的增加,相对介电常数呈现下降趋势。其次,研制同轴结构混合液体脉冲传输线,并在方波脉冲发生器上测试乙二醇、去离子水及其混合液体(10%、30%、50%、80%)传输特性。研究发现:乙二醇、去离子水及其混合液体(10%、30%、50%、80%)分别作为脉冲传输线的传输介质时,脉冲传输线输出脉冲的脉冲宽度在10-18ns的范围内变化,且随着乙二醇含量的增加,脉冲传输线的输出脉宽呈现下降趋势。最后,建立磁压缩脉冲电源系统结合同轴结构液体脉冲形成线(脉冲传输线+液体开关)的实验系统,开展不同比例乙二醇和去离子水混合液体为形成线介质的纳秒级可调脉宽高压脉冲产生的实验研究。研究发现:在脉冲形成线中分别加入传输介质为乙二醇、去离子水及其混合液体(10%、30%、50%、80%)后,系统输出波形近似方波,脉冲宽度在10-17ns范围内变化。通过与理论计算值进行比较,表明测量数据真实可信,完成了输出脉冲宽度在10-17ns连续灵活可调的纳秒级脉冲电源系统的研制。
万晖[7](2019)在《基于HB-MMC的前后沿可调纳秒脉冲发生器的研制》文中研究表明癌症一直以来是威胁人类生命的一大顽疾。近年来,使用纳秒脉冲电场治疗肿瘤细胞已成为相关领域的研究热点。脉冲的参数包括幅值、脉宽、重复频率、前后沿等对作用效果有很大影响。相比于微秒脉冲,纳秒脉冲的前后沿对于脉冲作用效果的影响更大。但由于前后沿可调纳秒脉冲源研制的困难,关于纳秒脉冲前后沿对肿瘤细胞活性影响的研究很少。因此,研制一台前后沿可调的纳秒脉冲发生器对于纳秒脉冲电场治疗肿瘤的研究具有重要意义。首先,本文对半桥型模块化多电平换流器(HB-MMC)的原理进行了阐述,分析了如何通过HB-MMC结构产生多电平波形,并介绍了利用多电平波形调节脉冲前后沿的原理。而后,提出了本文设计的单极性发生器和双极性发生器的拓扑结构,并介绍了两种发生器在充、放电模式下的工作原理,同时详细分析了如何通过控制开关时序调节正、负极性脉冲的前后沿。之后通过PSpice仿真软件建立了电路的仿真模型,验证了两种发生器拓扑结构和前后沿调节原理的正确性,并仿真分析了杂散参数对输出波形的影响。其次,本文对脉冲发生器进行了设计。先对发生器中的重要器件进行参数计算和选型,主要包括固态开关、驱动芯片、储能电容、隔离模块和直流电源等;然后对控制电路进行了设计,选择了FPGA作为控制信号源,并设计了电光转换电路将电信号转换为光信号,通过光纤传输信号以实现高、低压侧的隔离;之后,设计了HB-MMC子模块板,并设计了用于放置和连接子模块板的基板。然后,本文搭建了测试平台,对单极性发生器和双极性发生器进行了性能测试。测试结果表明,在以200Ω电阻为负载时,发生器能够稳定输出幅值04kV可调、脉宽100500ns可调的纳秒脉冲方波,最高重复频率可达10kHz。脉冲的上升沿可以在15130ns范围内平滑调节,下降沿可以在30130ns范围内平滑调节。最后,本文搭建了细胞活性实验平台,选择了人体皮肤癌细胞A375开展了细胞活性实验,以初步探究纳秒脉冲前后沿对离体肿瘤细胞活性的影响。实验结果表明,在3kV/cm和在4kV/cm的场强下,脉冲前后沿越陡,杀伤效果越强,细胞活性越低。同时,实验也验证了本文研制的脉冲发生器能够应用于离体肿瘤细胞实验。
朱安康[8](2019)在《基于光导开关的Blumlein线研究》文中进行了进一步梳理随着高功率脉冲在等离子体物理、高功率微波以及生物电磁学等多方面的广泛应用,对于高功率脉冲源的研究显得越发重要。而光导开关(PCSS)作为新型的固体开关,具有导通速度快、功率容量大、重复频率高、结构简单、体积小等传统开关所不具备的优点。光导开关中以GaAs材料制作的开关是现阶段应用较多的,它能够承受较大的偏置电压。GaAs材料存在线性和非线性两种工作模式,两种模式下具有不同的性质。光导开关结合Blumlein线可以应用于高压脉冲,或者超宽带信号源的设计,用做超宽带雷达、电子战以及生物电磁学和民用领域的高压脉冲源。本文研究的内容是基于光导开关的Blumlein线,光导开关采用的是GaAs材料和异面电极的结构,两电极间隙为3mm,采用的直流充电电压最高12kV,电压可调。然后设计了光导开关所需要的光脉冲产生电路,即激光二极管的驱动电路,利用型号为IPD78CN10NG的MOS管来产生激光二极管所需要的脉冲电流,可以通过不同的漏极电压实现电流的改变,从而控制其输出功率。接下来在所用光导开关的基础上设计相应的Blumlein线。先在基本原理方面进行阐述,然后通过理论推导出任意级数的Blumlein线的负载输出脉冲值的计算公式,之后通过Pspice和CST两个软件分别从路和场的角度进行仿真分析,探究影响输出脉冲的因素,并设计测试了单级Blumlein线。在充电电压为9.75kV的情况下,能够实现8.31kV的脉冲输出。在单级的基础上,讨论了多级Blumlein线的叠加方式,并就各方法的优缺点进行讨论,然后提出一种新的叠加方法,并设计了从两级到五级的结构。在后面的实验中,对两级的Blumlein线进行了加工测试,结果表明其能够实现效率为72.7%的脉冲输出,但是半峰值脉冲宽度为1.52ns,略大于预期目标。
谢丰联[9](2019)在《应用于高压高重频脉冲源的脉宽压缩技术》文中指出脉冲功率技术是一种将电磁能量在空间和时间上压缩,然后在短时间内释放出巨大电磁能量的技术。在上个世纪,它首先是应用在高能物理的研究之中,然后逐渐受到了各国国防领域的重视,而在近年来在民用方面也有了较多的应用,它对一个国家的国防建设有着重大的战略意义。对于高压脉冲源来说,脉宽输出的峰值功率、峰值电流和半脉宽等是很重要的指标,而在科学技术不断发展的今天,对大功率脉冲发生装置也提出了新的要求,如全固态、高重复频率、小型化等。基于当前国防和民用领域对目前高压高重复频率脉冲源的要求,本文围绕着国家自然科学基金资助的重大科研设备研制专项“固态兆赫兹皮秒级高压高重复频率脉冲源研制”这一项目展开工作,设计新的脉宽压缩方案来继续降低所研制的高压高重复频率脉冲源所输出的脉冲的宽度。在以往的研究中,利用非线性传输线(NLTL,Non-Linear Transmission Line)孤子波特性的脉冲压缩方案稳定性不足,脉冲波形较差,而本文将基于非线性传输线压缩脉冲前沿的特性,通过引入反向接入恢复时间迅速的二极管,利用它反向恢复时间短和反向恢复电流大的特性,可以实现对脉冲后沿的快速截断,规避掉非线性传输线压缩脉冲前沿的同时拓宽了脉冲后沿的缺陷,从而实现更好的脉冲压缩效果。本文将分别从非线性传输线和二极管反向恢复两个方面入手。在设计非线性传输线电路时,我们将调节其中的单元个数和元件参数,总结一般性的变化规律,将脉冲前沿从140 ns陡化至18 ns,压缩比达到了7.78:1;在设计二极管截断脉冲后沿的电路时,我们首先从原理的角度出发,建立它在反向电压下的等效电路模型,运用数值方法进行计算,分析它在原理方面的可行性,随后在电路仿真中调节电路中元件的参数,基于此结果设计脉冲后沿截断模块,成功实现了脉冲后沿截断。目前我们研制出了一款重复频率400 kHz,峰值电压8000 V,半脉宽200 ns的脉冲源,同时本文也基于漂移阶跃二极管(Drifted Step Recovery Diode,DSRD)高速开关器件,设计了新的脉冲合成和脉冲压缩方案,利用本文提出的脉冲后沿截断电路将脉冲宽度从2.3 ns减小至2.15ns。
陈乃川[10](2019)在《基于纳秒级脉冲的变压器绕组变形检测设备研究》文中进行了进一步梳理变压器是电力系统中的重要设备之一,其安全运行直接关系到电网供电的安全性和可靠性。随着电网容量的日益增大,由绕组故障造成的变压器故障呈上升趋势。因此,研究变压器绕组变形测试方法和装置对变压器的安全稳定运行、降低电力变压器事故具有重要意义。为实现检测电力变压器绕组是否发生形变,常规手段测试变压器绕组变形均有其优缺点,但均难准确测出绕组轻微变形。轻微绕组变形可能造成局部绝缘微小受损,进而导致放电及绝缘老化,甚至最终造成电力变压器的损坏或火灾。本文提出一种针对绕组轻微变形的纳秒脉冲响应检测方法,其利用纳秒上升前沿、几百伏特幅值的方波脉冲信号作为绕组的激励,通过其时域和频域响应分析评价绕组的形变情况,纳秒脉冲测试系统在检测变压器绕组轻微形变时频谱更宽、响应速度更快、检测灵敏度更高,是有效测量变压器绕组轻微形变的新技术手段。本文工作主要完成了基于纳秒级脉冲的变压器绕组变形检测设备的研制并开展了相关设计、测试研究。主要结论包括:成功研制纳秒级脉冲的变压器绕组变形检测设备,其激励脉冲上升前沿为5-1Ons,幅值为10-600伏特;验证了纳秒脉冲方法的可行性,且使用本研制设备能够检测出变压器内部绕组的形变;通过现场测试,获取大量宝贵的曲线和数据,并总结出相关的检测经验;在数据采集方面比示波器采集的精度和准确性更高;纳秒脉冲响应法比传统FRA检测法能够有效检测绕组变形且灵敏度更高,可检测微小形变。
二、一台变脉宽MV级脉冲发生器(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一台变脉宽MV级脉冲发生器(论文提纲范文)
(1)新型PIPN结构SI-GaAs脉冲压缩二极管特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 半导体脉冲功率开关 |
1.3 本文主要工作 |
2 基于电触发SI-GaAs非线性模式的新型脉冲压缩二极管 |
2.1 SI-Ga As的材料基本特性 |
2.1.1 SI-GaAs能带结构 |
2.1.2 砷化镓材料补偿机制 |
2.2 SI-GaAs光电导开关非线性模式 |
2.3 电触发SI-GaAs非线性模式的脉冲压缩特性 |
2.4 新型脉冲压缩存在的问题 |
2.5 本章小结 |
3 初级高压纳秒脉冲电源的研制 |
3.1 实现高压脉冲电源的基本方法 |
3.2 脉冲电源结构设计 |
3.2.1 功率MOSFET选择 |
3.2.2 隔离驱动的实现 |
3.3 脉冲电源总体电路设计 |
3.4 高压脉冲电源测试 |
3.5 脉冲上升沿的调控 |
3.6 本章小结 |
4 PIPN样品的结构设计和实验特性研究 |
4.1 PIPN样品的结构设计 |
4.2 PIPN样品导通机理 |
4.3 PIPN样品特性研究 |
4.3.1 PIPN样品脉冲压缩特性 |
4.3.2 PIPN样品的寿命测试 |
4.3.3 PIPN样品触发条件测试 |
4.4 PIPN样品的失效 |
4.5 PIPN雪崩晶体管结构设计 |
4.5.1 纵向结构设计 |
4.5.2 横向结构设计 |
4.6 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 研究工作总结 |
5.2 本文创新点 |
5.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 光纤时间同步的历史和研究现状 |
1.3 光纤通信系统与光接收模块 |
1.3.1 光接收机 |
1.3.2 低噪宽带光电探测器 |
1.3.3 宽带功分器和窄脉冲发生器 |
1.4 论文研究内容及章节安排 |
第二章 光电探测器基础 |
2.1 光电二极管 |
2.2 运算放大器基础 |
2.2.1 运放基础知识 |
2.2.2 性能参数 |
2.3 运放类型 |
2.3.1 几种运放类型 |
2.3.2 电流反馈型运放 |
2.4 前置放大电路 |
2.4.1 HIA高阻放大 |
2.4.2 LIA低阻放大 |
2.4.3 TIA跨阻放大 |
2.5 本章小结 |
第三章 低噪光电探测器设计 |
3.1 需求分析 |
3.2 基本结构和噪声分析 |
3.2.1 前置放大噪声分析 |
3.2.2 跨阻前置放大稳定性 |
3.3 技术路线 |
3.4 电路设计与仿真 |
3.4.1 光电二极管选型 |
3.4.2 跨阻单端结构 |
3.4.3 跨阻低高频分离结构 |
3.4.4 跨阻单端转差分结构 |
3.4.5 低阻单端转差分结构 |
3.5 本章小结 |
第四章 光电探测器电路实现与实验 |
4.1 稳压芯片与直流供电 |
4.2 物料选取 |
4.2.1 阻容感元件 |
4.2.2 其他 |
4.3 PCB设计和器件封装 |
4.3.1 板材选取 |
4.3.2 PCB设计与布局布线 |
4.3.3 电路封装 |
4.4 电路测试与结果分析 |
4.4.1 探测器概览 |
4.4.2 测试系统搭建 |
4.4.3 跨阻放大结构 |
4.4.4 低阻放大结构 |
4.4.5 探测器时间稳定度测试 |
4.5 本章小结 |
第五章 光纤时间同步系统接收和中继模块优化 |
5.1 超窄脉冲发生器 |
5.1.1 电路结构与原理 |
5.1.2 电路设计与仿真 |
5.1.3 性能测试 |
5.2 宽带功分器 |
5.2.1 功分器基础 |
5.2.2 微带线宽带功分器 |
5.2.3 集总宽带功分器 |
5.2.4 性能测试 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(3)基于MPC技术的重频高压纳秒脉冲电源的研制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 高压重频纳秒脉冲电源的国内外发展状况 |
1.3 论文主要工作 |
第2章 重频纳秒级脉冲电源电路分析与元器件选择 |
2.1 脉冲电源电路拓扑结构 |
2.1.1 脉冲陡化电路的选择 |
2.1.2 脉冲电源拓扑结构分析 |
2.2 充放电回路工作原理与电路分析 |
2.2.1 充电回路 |
2.2.2 放电回路 |
2.3 磁脉冲压缩回路续流元件的选择 |
2.4 本章小结 |
第3章 可饱和脉冲变压器与磁开关的设计 |
3.1 可饱和脉冲变压器的设计 |
3.1.1 磁芯材料的选择 |
3.1.2 磁芯磁化特性 |
3.1.3 磁芯温升特性 |
3.1.4 磁芯结构的设计 |
3.2 磁开关的设计 |
3.2.1 磁开关工作原理分析 |
3.2.2 磁芯材料的选择与测试 |
3.2.3 磁芯温升特性 |
3.2.4 磁芯结构的设计 |
3.3 磁芯在脉冲电压下磁化特性测试 |
3.3.1 可饱和脉冲变压器磁芯的脉冲磁化特性 |
3.3.2 磁开关磁芯的脉冲磁化特性 |
3.4 温度对磁芯脉冲磁化特性的影响 |
3.5 磁芯的损耗分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 脉冲电源装置验证 |
4.1 脉冲电源输出电压波形的仿真结果 |
4.2 脉冲电源输出电压波形测试 |
4.3 误差分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间参加的科研工作及成果 |
致谢 |
(4)条带型纳秒脉冲冲击器设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题的背景 |
1.1.1 同步辐射光源发展及其应用 |
1.1.2 第四代光源发展 |
1.1.3 衍射极限储存环的注入问题及发展情况 |
1.2 HALF及其注入方案简介 |
1.3 条带型脉冲冲击器的国内外发展情况 |
1.4 论文的主要内容和创新点 |
第2章 纵向注入方案及对冲击器的技术要求 |
2.1 束团在储存环中的纵向运动 |
2.1.1 纵向运动相关知识 |
2.1.2 纵向运动方程及其解 |
2.1.3 纵向运动的图解 |
2.2 HALF纵向注入方案 |
2.2.1 HALF的相稳定区和动量接受度 |
2.2.2 纵向累积注入对冲击器脉冲的要求 |
2.2.3 脉冲幅值 |
第3章 条带型纳秒脉冲冲击器的设计与仿真优化 |
3.1 冲击器的模式 |
3.2 主要参数指标 |
3.2.1 冲击器的建模 |
3.2.2 S参数 |
3.2.3 阻抗 |
3.2.4 场均匀度 |
3.2.5 最大场强 |
3.2.6 束流耦合阻抗 |
第4章 样机的加工与基本测试 |
4.1 样机的加工 |
4.2 高压脉冲电源与测试组件 |
4.2.1 高压脉冲电源 |
4.2.2 其他测试组件 |
4.3 样机的测试 |
4.3.1 微波参数的测量 |
4.3.2 TDR |
4.3.3 高压测试 |
4.4 焊接式冲击器 |
4.4.1 改进方案 |
4.4.2 焊接式样机测试 |
第5章 束流耦合阻抗问题探究 |
5.1 束流耦合阻抗测量方法介绍 |
5.1.1 时域测量方法 |
5.1.2 频域测量方法 |
5.1.3 纵向束流耦合阻抗的测量方法 |
5.1.4 横向束流耦合阻抗的测量方法 |
5.1.5 阻抗匹配 |
5.1.6 新型束流耦合阻抗测量方法 |
5.2 束流耦合阻抗测量系统设计 |
5.2.1 匹配过渡段的仿真 |
5.2.2 匹配过渡段的设计和加工 |
5.2.3 纵向束流耦合阻抗的测量 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间发表论文 |
图表目录 |
(5)基于Marx电路的亚纳秒级脉冲源研制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景与意义 |
1.1.1 探地雷达技术简介 |
1.1.2 窄脉冲器设计的意义 |
1.2 超宽带脉冲信号源的国内外研究历史与现状 |
1.2.1 超宽带探地雷达发展现状 |
1.2.2 时域脉冲信号源发展现状 |
1.3 本文的主要贡献与创新 |
1.4 本论文的结构安排 |
第二章 超宽带脉冲的理论分析 |
2.1 超宽带信号的定义 |
2.2 高斯波形及频谱分析 |
2.2.1 各阶高斯信号波形函数 |
2.2.2 实际电路中的脉冲信号时频分析 |
2.2.3 对称双极脉冲信号的时频分析 |
2.3 超宽带脉冲信号的产生方法介绍 |
2.4 本章小结 |
第三章 脉冲信号源方案设计 |
3.1 三极管的雪崩理论 |
3.2 三极管雪崩基本电路 |
3.3 脉冲信号产生电路 |
3.4 脉冲源电路参数计算 |
3.5 本章小结 |
第四章 脉冲信号源仿真分析 |
4.1 仿真准备 |
4.1.1 雪崩三极管选型 |
4.1.2 杂散参数计算 |
4.2 仿真电路搭建 |
4.3 零阶高斯信号仿真结果 |
4.4 压缩脉宽的仿真分析 |
4.5 仿真波形优化 |
4.6 整形电路的设计 |
4.6.1 短路枝节法 |
4.6.2 RL微分电路 |
4.6.3 RC微分电路 |
4.6.4 一阶高斯信号仿真结果 |
4.7 本章小结 |
第五章 实物加工及测试 |
5.1 PCB的设计 |
5.1.1 PCB的布局和走线 |
5.1.2 PCB的制作 |
5.2 实验测试 |
5.2.1 实验平台简介 |
5.2.2 实验测试结果 |
5.3 脉冲源信号抖动分析 |
5.3.1 抖动产生的原因 |
5.3.2 降低抖动的办法 |
5.4 脉冲源信号拖尾分析 |
5.4.1 拖尾信号的产生 |
5.4.2 改善拖尾的办法 |
5.5 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(6)基于磁压缩技术的可调制纳秒脉冲电源的研制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 脉冲电源技术 |
1.2.1 基本介绍 |
1.2.2 高功率脉冲电源 |
1.2.3 应用领域及发展概况 |
1.3 脉冲形成线 |
1.3.1 基本介绍 |
1.3.2 储能水介质发展概况 |
1.3.3 储能油介质发展概况 |
1.4 本文主要工作内容 |
第2章 混合液体实现脉宽连续可调的理论分析 |
2.1 相对介电常数 |
2.2 脉冲形成线 |
2.2.1 传输线方程 |
2.2.2 传输线工作过程 |
2.2.3 混合液体脉宽调制技术方案 |
2.3 本章小结 |
第3章 混合液体脉冲传输特性研究 |
3.1 相对介电常数的测量 |
3.1.1 高频阻抗电极系统的设计 |
3.1.2 测量结果与分析 |
3.2 混合液体的传输特性 |
3.2.1 脉冲传输线的设计 |
3.2.2 混合液体传输特性研究方案 |
3.2.3 研究结果与分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 基于混合液体介质脉冲形成线的实验研究 |
4.1 磁压缩脉冲源 |
4.1.1 磁开关结构 |
4.1.2 磁压缩系统工作过程 |
4.1.3 组建磁压缩脉冲电源 |
4.2 基于混合液体介质脉冲形成线研究方案 |
4.3 研究结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(7)基于HB-MMC的前后沿可调纳秒脉冲发生器的研制(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 多电平脉冲发生器的研究现状 |
1.2.2 脉冲前后沿对肿瘤细胞杀伤效果的影响的研究现状 |
1.3 论文主要内容 |
2 基于HB-MMC的纳秒脉冲发生器的原理 |
2.1 引言 |
2.2 HB-MMC结构的原理 |
2.2.1 单级HB-MMC的原理 |
2.2.2 多级HB-MMC级联的原理 |
2.3 脉冲前后沿调节的原理 |
2.4 整体发生器原理 |
2.4.1 单极性发生器原理 |
2.4.2 双极性发生器原理 |
2.5 脉冲发生器的仿真分析 |
2.5.1 单极性脉冲发生器仿真 |
2.5.2 双极性脉冲发生器仿真 |
2.5.3 杂散参数对输出波形的影响分析 |
2.6 本章小结 |
3 基于HB-MMC的纳秒脉冲发生器的设计 |
3.1 引言 |
3.2 脉冲发生器的预期参数指标 |
3.3 脉冲发生器的重要器件参数计算及选型 |
3.3.1 开关的选择 |
3.3.2 驱动芯片和驱动电阻的选择 |
3.3.3 储能电容的选择 |
3.3.4 隔离模块的选择 |
3.3.5 高压直流电源的选择 |
3.4 脉冲发生器的电路设计 |
3.4.1 控制电路的设计 |
3.4.2 主电路的设计 |
3.5 纳秒脉冲发生器的整体结构设计 |
3.6 本章小结 |
4 基于HB-MMC的纳秒脉冲发生器的测试及应用 |
4.1 引言 |
4.2 单极性脉冲发生器的测试 |
4.2.1 脉冲幅值、脉冲宽度及重复频率的测试 |
4.2.2 脉冲上升沿的测试 |
4.2.3 脉冲下降沿的测试 |
4.3 双极性脉冲发生器的测试 |
4.3.1 脉冲幅值、脉冲宽度及重复频率的测试 |
4.3.2 脉冲前后沿的测试 |
4.3.3 单、双极性发生器之间的转换 |
4.4 纳秒脉冲前后沿对离体肿瘤细胞活性的影响 |
4.4.1 细胞活性实验平台 |
4.4.2 细胞活性实验方法 |
4.4.3 细胞活性实验结果及分析 |
4.5 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
B 作者在攻读硕士学位期间获得的科技成果 |
C 学位论文数据集 |
致谢 |
(8)基于光导开关的Blumlein线研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 Blumlein线的研究背景及意义 |
1.1.1 脉冲功率电源简介 |
1.1.2 脉冲功率技术的应用及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文的主要内容 |
第二章 光导开关及Blumlein线基本原理 |
2.1 光导开关 |
2.1.1 光导开关的发展历史 |
2.1.2 光导开关的两种模式 |
2.1.3 光导开关的结构 |
2.1.4 光导开关的材料 |
2.1.5 光导开关产生的脉冲 |
2.2 Blumlein线的解析公式分析 |
2.2.1 单级Blumlein线解析式 |
2.2.2 两级Blumlein线 |
2.2.3 Blumlein线波过程解析 |
2.2.4 实用的Blumlein线负载脉冲公式 |
2.3 本章小结 |
第三章 激光二极管驱动电路 |
3.1 激光二极管简介 |
3.2 驱动电路设计 |
3.2.1 MOS管的选择 |
3.2.2 驱动电路 |
3.3 实验测试 |
3.4 本章小结 |
第四章 Blumlein线仿真分析设计 |
4.1 Blumlein线的路仿真 |
4.1.1 单级仿真 |
4.1.2 两级仿真 |
4.2 Blumlein线的场仿真 |
4.2.1 所采用的结构 |
4.2.2 Auston微带形式光导开关 |
4.2.3 单级Blumlein线 |
4.2.4 多级Blumlein线 |
4.3 脉冲拖尾振荡分析 |
4.4 Blumlein线的效率 |
4.5 实验测试 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
(9)应用于高压高重频脉冲源的脉宽压缩技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 脉冲功率技术简介 |
1.2 脉冲功率技术的应用与发展 |
1.3 脉宽压缩技术 |
1.4 论文的主要内容与章节安排 |
第二章 非线性传输线与二极管反向恢复理论 |
2.1 非线性传输线 |
2.1.1 非线性传输线的基本性质 |
2.1.2 非线性传输线的工作模式 |
2.2 二极管反向恢复 |
2.2.1 二极管反向恢复 |
2.2.2 功率二极管反向恢复的数理方程 |
2.2.3 阶跃恢复二极管 |
2.3 DSRD高速开关器件 |
2.4 本章小结 |
第三章 非线性传输线电路研究 |
3.1 NLTL中非线性电容的研究 |
3.2 NLTL电路中线性元件的研究 |
3.3 NLTL电路阶数的影响 |
3.4 NLTL中负载电阻的研究 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于二极管反向恢复原理的脉冲截断模块研究 |
4.1 二极管反接电路模型 |
4.2 基于二极管的脉冲后沿截断模块研究 |
4.2.1 脉冲后沿截断模块二极管的选取 |
4.2.2 输入脉冲波形对输出脉冲的影响 |
4.3 NLTL与脉冲后沿截断模块相结合的脉冲压缩电路 |
4.4 脉冲后沿截断模块在皮秒级脉冲源的应用 |
4.5 本章小结 |
第五章 高压高重频脉冲源的设计与实现 |
5.1 高压高重频脉冲源 |
5.2 脉宽压缩前沿方案的设计 |
5.3 DSRD脉冲发生装置及其脉冲合成、压缩方案 |
5.4 本章小结 |
第六章 结束语 |
6.1 论文主要工作 |
6.2 后续研究工作 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或已录用的论文 |
(10)基于纳秒级脉冲的变压器绕组变形检测设备研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文主要工作与研究内容 |
第2章 基于纳秒脉冲检测法的分析与研究 |
2.1 变压器内部结构分析 |
2.2 纳秒脉冲法基本原理 |
2.3 脉冲及关键参数的选择 |
2.3.1 脉冲选择 |
2.3.2 脉冲宽度及上升沿参数选择 |
2.4 绕组变形的诊断方法 |
2.4.1 判断绕组变形的方法 |
2.4.2 辅助判别 |
2.5 本章小结 |
第3章 纳秒脉冲变压器绕组变形检测设备研制 |
3.1 总体设计 |
3.2 脉冲电源设计 |
3.2.1 MOS驱动电路设计 |
3.3 供电模块设计 |
3.4 信号控制与测量系统研制 |
3.4.1 测量线-双绞线研制设计 |
3.4.2 控制与采集模块设计 |
3.5 保护电路设计 |
3.6 软件系统研发 |
3.6.1 软件功能 |
3.6.2 上位机数据处理算法 |
3.7 本章小结 |
第4章 系统试验与现场测试 |
4.1 实验室模拟单项绕组测试 |
4.2 脉冲电源现场测试 |
4.3 检测设备整体测试 |
4.4 本章小结 |
第5章 试验比较与分析 |
5.1 检测仪与示波器显示比较分析 |
5.2 纳秒脉冲法与传统FRA法对比 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
四、一台变脉宽MV级脉冲发生器(论文参考文献)
- [1]新型PIPN结构SI-GaAs脉冲压缩二极管特性研究[D]. 赵岚. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现[D]. 王友林. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]基于MPC技术的重频高压纳秒脉冲电源的研制[D]. 段赛飞. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [4]条带型纳秒脉冲冲击器设计研究[D]. 刘伟. 中国科学技术大学, 2020
- [5]基于Marx电路的亚纳秒级脉冲源研制[D]. 张萌. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]基于磁压缩技术的可调制纳秒脉冲电源的研制[D]. 汤铠铭. 华北电力大学, 2019(01)
- [7]基于HB-MMC的前后沿可调纳秒脉冲发生器的研制[D]. 万晖. 重庆大学, 2019(01)
- [8]基于光导开关的Blumlein线研究[D]. 朱安康. 电子科技大学, 2019(01)
- [9]应用于高压高重频脉冲源的脉宽压缩技术[D]. 谢丰联. 上海交通大学, 2019(06)
- [10]基于纳秒级脉冲的变压器绕组变形检测设备研究[D]. 陈乃川. 沈阳理工大学, 2019(03)