[發明專利]一種非對稱正反矩形波脈沖工藝

在審

• 申請號: 202110167023.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN113162588A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 周永寧;楊文明
• 申請（專利權）人: 蘇州潤納斯納米科技有限公司
• 主分類號: H03K7/02
• 分類號: H03K7/02;H03K3/02
• 代理公司: 合肥華利知識產權代理事務所(普通合伙) 34170
• 代理人: 楊春女

本發明公開了一種非對稱正反矩形波脈沖工藝，具體涉及矩形波脈沖工藝技術領域，用矩形脈沖go(t)表示二進制數字0，矩形脈沖go(t)包含c個脈沖寬度為τ的窄脈沖，用矩形脈沖g1(t)表示二進制數字1。本發明通過提供接近于周期波的非對稱信息源，當用于正弦調制時，得到的調制結果已經完全接近正弦信號，頻帶利用率極高，提供的信息源或調制信號便于集成電路的制作，適應面寬，加速負載電壓下降過程，且保證負載上無電壓振蕩，確保非對稱正反矩形波脈沖特性，電路全部采用固體器件，整個系統穩定性強、體積小、壽命長，為高電壓、快上升及快下降脈沖電路提供了全新的設計方案，通過光耦隔離，使觸發信號可靠性和精準度高，輸出電壓可以根據負載需求調整。

技術領域

本發明實施例涉及矩形波脈沖工藝技術領域，具體涉及一種非對稱正反矩形波脈沖工藝。

背景技術

在高壓電工技術領域中，有許多高壓脈沖的實現方法，由于不同應用場合對電壓的波形有特定的要求，需要設計具有電壓上升和下降速度快，且抖動下的電源，以滿足激光領域的應用需求。此類電源的典型負載是電光晶體，由于泡克耳斯效應，各向同性的透明物質在電場作用下顯示出光學各向異性，物質的折射率因外加電場而發生變化，高壓快脈沖作用到電光晶體上可以產生電光效應，此技術廣泛運用于激光聚變裝置、等離子體診斷、加速器技術等領域，隨著激光技術的不斷發展，對快脈沖電源的精度需求越來越高，具體表現在前沿和后沿均保持在納秒級，電壓幅值達幾十千伏，電壓達到最大后超調抖動不超過百分之一，平頂時間段電壓下降不超過百分之一，因此，對器件的選擇和回路設計都提出了更高的要求。

在外加電場極化法的原有技術中，電源電路全部由電子器件實現，高壓矩形脈沖產生的方法中主要有:高頻脈沖加低頻脈沖調制、脈沖變壓器升壓和高反向耐壓開關管直流斬波。高頻脈沖加低頻脈沖調制的方法，電源輸出脈沖頻率最小是75Hz，輸出脈沖幅值最大12kV，在頻率可調整范圍、輸出幅值可調整范圍方面難以滿足各種規格晶片極化的要求:脈沖變壓器升壓的方法，由于電場極化法要求電源輸出脈沖頻率低，變壓器體積巨大，不易制造，同時脈沖波形難以保證要求；高反向耐壓開關管直流斬波的方法，由于受到現有制作水平的限制，目前商用的開關管的最大反向耐壓只有3kV，因此輸出電壓的幅值受到限制，雖然氫閘管的反向耐壓值高，由于造價高，且依賴進口，沒有普遍推廣“的意義。由于電場極化法要求電源輸出脈沖頻率低，脈沖寬度寬，脈沖幅度高，平頂下降小，并且諸多參數在使用過程中需要調整，因此采用常規方法，不僅難以達到各種規格晶片極化的技術要求，而且由于器件的制作水平受到限制不易制造。

發明內容

為此，本發明實施例提供一種非對稱正反矩形波脈沖工藝，通過提供接近于周期波的非對稱信息源，當用于正弦調制時，得到的調制結果已經完全接近正弦信號，因而其頻譜能量高度集中，占用帶寬更窄，若以有限帶外衰減帶寬或99％功率帶寬計算，則頻帶利用率極高，提供的信息源或調制信號便于集成電路的制作，適應面寬，只要改變c，τ，Ts即可控制信號頻譜特性和傳輸碼率，在同樣的發射功率下得到不同的傳輸性能，以適應不同的信道環境，可以保證放電截止時電源端直接接地，加速負載電壓下降過程，且保證負載上無電壓振蕩，使脈沖下降沿時間更短，確保非對稱正反矩形波脈沖特性，電路全部采用固體器件，可以調整輸出電壓脈寬和頻率，單個器件失敗時不影響電路工作的安全性，整個系統穩定性強、體積小、壽命長，為高電壓、快上升及快下降脈沖電路提供了全新的設計方案，通過光耦隔離，觸發信號穩定可靠，輸出高壓對控制芯片的干擾較小，所有半導體開關器件同時動作，提高觸發的可靠性和精準度，輸出電壓可以根據負載需求調整，以解決現有技術中由于高頻脈沖加低頻脈沖調制、脈沖變壓器升壓和高反向耐壓開關管直流斬波的方法存在電壓超調，“平頂”的平整度不理想，波尾延長，電壓下降緩慢，難以達到各種規格晶片極化的技術要求，器件的制作水平受到限制不易制造的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：一種非對稱正反矩形波脈沖工藝，具體步驟如下：用矩形脈沖go(t)表示二進制數字0，矩形脈沖 go(t)包含c個脈沖寬度為τ的窄脈沖，其函數表達式為:

1.go(t)＝II(t)0≤tdτ