[發明專利]一種條紋相機高壓掃描脈沖產生裝置

有效

• 申請號: 202110884459.2
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113346875B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 何徽;溫偉峰;熊釧仲;冉茂杰;高鵬;袁紅
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H03K3/57
• 分類號: H03K3/57;H03K17/22
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發明公開了一種條紋相機高壓掃描脈沖產生裝置，包括時序產生電路、第一脈沖電流源電路、第一偏壓及復位加速電路、第一調速電容陣列、第一高壓模塊、第一掃描脈沖耦合電路、第二脈沖電流源電路、第二偏壓及復位加速電路、第二調速電容陣列、第二高壓模塊和第二掃描脈沖耦合電路；本發明的裝置能夠實現高線性度、斜率范圍可調以及可重頻工作，提高了條紋相機的性能。

技術領域

本發明屬于高速攝影技術領域，具體涉及一種條紋相機高壓掃描脈沖產生裝置。

背景技術

條紋相機又稱變像管掃描相機，用于探測并記錄超快現象。相機使用狹縫在目標像上截取一維線圖像，并連續記錄其隨時間變化的過程，因其超高的時間分辨率和對事件連續記錄的能力，成為高速攝影技術中一種重要的診斷設備，被廣泛應用于爆轟物理、沖擊波物理、加速器物理、慣性約束聚變（ICF）和激光與物質相互作用等研究領域。

條紋相機中的高壓掃描電路用于向‘條紋管’提供線性變化的掃描電壓，將條紋管內部的電子束在條紋管熒光屏上隨著時間均勻掃開，以獲得高時間分辨率的掃描圖像。掃描電壓的斜率決定了條紋相機的記錄長度及時間分辨率，掃描電壓的線性度決定了條紋相機的掃描線性度。通常在條紋相機的應用中，不同實驗現象的觀測需要使用不同的記錄長度，要求掃描電壓的斜率大范圍可調。另外，在生物熒光、等離子體和材料特性等研究中往往還需要掃描電壓以相同的斜率按一定的頻率重復掃描，通過積分的方法將微弱信號增強。

因此如何研究設計一種高線性度，斜率大范圍可調，并且可重頻工作的條紋管高壓掃描電路是我們目前急需解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種條紋相機高壓掃描脈沖產生裝置，本發明能夠為條紋管提供高線性度、斜率大范圍可調，并且可重頻觸發的掃描電壓，從而提高條紋相機的性能。

本發明通過下述技術方案實現：

一種條紋相機高壓掃描脈沖產生裝置，包括時序產生電路、第一脈沖電流源電路、第一偏壓及復位加速電路、第一調速電容陣列、第一高壓模塊、第一掃描脈沖耦合電路、第二脈沖電流源電路、第二偏壓及復位加速電路、第二調速電容陣列、第二高壓模塊和第二掃描脈沖耦合電路；

所述時序產生電路用于輸出兩路控制脈沖，分別為第一路控制脈沖以及所述第一路控制脈沖結束后輸出的第二路控制脈沖；

所述第一脈沖電流源電路在所述第一路控制脈沖驅動下向所述第一調速電容陣列充電，產生正向線性掃描脈沖，所述第一掃描脈沖耦合電路將正向線性掃描脈沖進行轉換輸出；同時所述第二脈沖電流源電路在所述第一路控制脈沖驅動下向所述第二調速電容陣列放電，產生負向線性掃描脈沖，所述第二掃描脈沖耦合電路將負向線性掃描脈沖進行轉換輸出；

所述第一偏壓及復位加速電路在所述第二路控制脈沖驅動下快速復位第一調速電容陣列上的電壓，同時第二偏壓及復位加速電路在所述第二路控制脈沖驅動下快速復位所述第二調速電容陣列上的電壓，準備下一次掃描，從而實現重頻掃描功能；

所述第一高壓模塊用于為所述第一偏壓及復位加速電路和所述第一掃描脈沖耦合電路供電；

所述第二高壓模塊用于為所述第二偏壓及復位加速電路和所述第二掃描脈沖耦合電路供電。

優選的，本發明的第一脈沖電流源電路包括第一MOSFET驅動器、第一PMOS管、偏壓電路和第一電阻；

其中，所述偏壓電路通過第一電阻為所述第一PMOS管的源極供電，所述第一MOSFET驅動器受所述第一路控制脈沖的控制，輸出負脈沖驅動所述第一PMOS管的柵極，所述第一PMOS管的漏極作為電流輸出端輸出電流，使所述第一調速電容陣列上的電容電壓線性增加，產生正向線性掃描脈沖。

優選的，本發明的第二脈沖電流源電路包括第二MOSFET驅動器、第一NMOS管和第二電阻；