第40卷第8期红外与激光工程2011年8月Vol.40No.8Infrared and Laser Engineering Aug.2011 高精度高重频脉冲激光测距系统 纪荣祎，赵长明，任学成 (北京理工大学光电学院，北京100081) 摘要：在三维激光扫描探测系统中，激光测距的测量重频和测量精度是影响整个系统性能的关键参数。介绍了三维激光扫描探测系统的工作特点，设计了一种以Nios II嵌入式软处理器为核心的高重频、高精度脉冲激光测距系统。通过分析影响测量重频和测距精度的因素，采用双阈值时刻鉴别方法进行计时起止时刻的鉴别，使用TDC-GP2高精度时间间隔测量芯片进行精密计时，设计了基于Nios II嵌入式软处理器的计时控制系统以提高测量重频。实验结果表明：实现了测量重频为20000次/s、测距精度为3cm的激光测距。与传统的单片机控制的计时系统相比,该系统不仅测量重频和测量精度高，且具有更好的可扩展性和灵活性。 关键词：脉冲激光测距；精密时间测量；三维激光扫描；Nios II 中图分类号：TN247文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)08-1461-04 High precision and high frequency pulse laser ranging system Ji Rongyi,Zhao Changming,Ren Xuecheng (School of Photoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China) Abstract:In three-dimensional(3D)laser scanning detection system,the measurement repetition rate and measurement precision of laser ranging are the key parameters affecting the performance of the whole system.The work characteristics of3D laser scanning detection system were introduced,and a high repetition rate and high measurement precision pulse laser ranging system based on the Nios II soft-core was designed.According to the analysis of the factors which affected the repetition rate and precision of range measure,the double-threshold time discriminator was adopted to produce timing mark for the start-stop time discrimination,and the TDC-GP2high-precision interval measuring chip was used to achieve high precision on time measure.In addition,the time measure control system based on the Nios II soft-core was designed to improve the measurement repetition rate.Experimental results show that the measurement repetition rate of20000/s and the ranging precision of±3cm are https://www.doczj.com/doc/2d9887941.html,pared with the traditional MCU time measure control system,the designed system owns the advantages of high repetition rate and high measurement precision,furthermore,it is more expandable and flexible. Key words:pulse laser ranging;high precision time measure;3D laser scanning;Nios II 收稿日期：2010-12-18；修订日期：2011-01-17 基金项目：国防科技工业技术基础科研项目(J172009C001) 作者简介：纪荣祎(1984-)，男，博士生，主要从事三维扫描激光探测系统的研究。Email:xiaoxiao8673@https://www.doczj.com/doc/2d9887941.html,。 导师简介：赵长明(1960-)，男，教授，博士生导师，博士，主要从事新型激光器件与技术、光电子信息技术与系统方面的研究工作。 Email:zhaochm1@https://www.doczj.com/doc/2d9887941.html,
FS系列直流高压发生器 一、产品介绍 FS系列直流高压发生器采用了高频倍压电路，应用了最新的PWM高频脉宽调制技术，闭环调整，采用了电压大反馈，使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术，并根据电磁兼容性理论，采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式，并能承受额定电压放电而不损坏。适用于电力部门、厂矿企业动力部门、科研单位、铁路、化工、发电厂等对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验，是新世纪最理想的换代产品。 二、产品特点 1、体积小、重量轻、更美观、更可靠、操作简便、功能齐全，便于野外使用，是新世纪最理想的可靠产品。 2、采用最先进技术、工艺制造，率先应用最新的PWM高频脉宽调制技术、脉冲串逻辑阵列调制，采用大功率IGBT器件，利用高频技术提高频率，频率高达100kHz，从而使
输出高压稳定度更高，波汶系数更小。 3、精度高、测量准确。电压、电流均为数字显示，电压分辨率为0.1kv，电流分辨率为0.1uA，控制箱上电压表直接显示加在负载试品上的电压值，使用时无需外加分压器，接线简单。仪器具有高、低压端测量泄漏电流，高压端采用圆形屏蔽数字表显示，不怕放电冲击，抗干扰性能好，适合现场使用。 4、电压调节稳定度高，全量程平滑调压，输出电压调节采用进口单个多圈电位器，升压过程平稳，调节精度高，并设计有粗调和细调功能。电压调节度优于0.1%，电压、电流测量误差小于1.0%，脉动因数优于0.5%。 5、负极性输出、零启动、连续可调、有过电压、过电流、回零、接地保护、特有断线保护等各种保护功能。自动保护电路功能强，保护完善可靠，使操作安全，各种技术指标均优于行业标准及优于同类产品。 6、增设了高精度75%VDC-1mA的功能，做氧化锌避雷器测量带来极大的方便。轻轻一按无须计算。本仪器控制箱上有75%的电压功能键，在做避雷器氧化锌试验时，当电流升到1000uA时，就打开0.75的按钮，这时，电压表、电流表所显示的值就是75%的数据，做完后应立即将升压的旋钮回到零位上，同时，将细调电压旋钮回到零位上，并应立即按绿色按钮，切断高压并关闭电源开关。再做其它试验。 7、方便的过电压整定设置功能，采用了数字拨盘开关，能将整定电压值直观显示，使你操用更随意，显示数值单位为kv。8、倍压筒可分节结构，现场使用，灵活方便，一机多用，经济实惠。 三、FS系列规格及主要技术参数
高压脉冲发生器通常有五种方式可以实现： （1）Marx型，其原理图如图1.11所示，工作原理可以简单地概括为“电容器并联充电，串联放电”，即n个电容器对一个电压值为V0的直流电源进行并联充电，串联放电后，在负载上产生一定脉宽、电压幅值为nV0的高压脉冲。Baek等于2007年设计了一套输出为20kV/300A、脉宽为5μs的Marx型高压脉冲发生器。 （2）脉冲升压型，其原理如图1.12所示，这种类型的的发生器是将一个直流电压先经过逆变电路变为双极性的方波，再通过一个脉冲升压器提高电压等级。采用这种方法设计高压脉冲发生器的研究机构比较多，其中美国俄亥俄州立大学的Zhang等在2000年利用该原理搭建了一台输出电压为12kV的高压脉冲发生器，先将1000V的直流电经逆变电路转化为1000V 的双极性方波脉冲，再通过一个变比为1:12的脉冲变压器将电压升至12kV。另外，Alkhafaji 等在2007年也设计一台脉冲升压型结构的高压脉冲发生器，最后输出脉冲幅值30kV、脉宽2.5μs、频率200Hz的高压脉冲发生器。同样地，Rocher等在2010年也根据脉冲升压型的原理设计了一台脉冲幅值为15kV、频率为250~300kHz的高压脉冲发生器。 （3）固态开关串联型，其原理图如图1.13所示，系统一般由高压直流电源、储能电容、固态开关的串、并联模块和负载组成，通过控制串并联开关的导通与关断，可在负载上得到高压脉冲。Prins等于2001年利用IGBT串联技术搭建了一台电压幅值为30kV、电流200A、脉宽在0~99μs可调、频率为1kHz的双极性方波脉冲发生器。在中国，工程物理研究所的孔甘银等研制了电压等级为10kV的固态开关串联型高压脉冲电源。
第16卷 第11期 强激光与粒子束V ol.16,N o.11 2004年11月HIG H POWER LASER AND PARTIC LE BE AMS N ov.,2004 文章编号: 100124322(2004)1121434203 快前沿纳秒高压脉冲源的开发及实验研究 Ξ 谭坚文1, 石立华1, 李炎新1, 张力群1, 谢彦召2 (1.解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007; 2.西北核技术研究所,陕西西安710024) 摘 要: 针对国际电工委员会1996年制定的IEC610002229和美国国防部1999年修定的MI L 2ST D 2461E 标 准提出的高空核爆电磁脉冲波形,研制了一台新型纳秒高压脉冲源。其产生的双指数波脉冲前沿小于3ns ,脉 宽58ns ,幅度可达4kV ,此外还可产生前沿小于2ns 、幅度最高为4kV 的脉冲方波;两种脉冲均可实现单次和间 歇可调输出。介绍了脉冲源的电路设计和调试结果,通过实验对比了MI L 2ST D 2461E 与MI L 2ST D 2461D 两种双指 数波形条件下某测控系统模块的干扰耦合效应。 关键词: 核爆电磁脉冲; 高压脉冲发生器; 辐射干扰; 电磁兼容 中图分类号: TH752.5 文献标识码: A 高空核爆电磁脉冲(HE MP )的典型波形分为早期、中期和晚期三种不同表述形式。就早期波形来说,其波形参数的定义,在1996年国际电工委员会(IEC )制定的IEC610002229[1]和1999年美国国防部(DOD )修订的MI L 2ST D 2461E [2]中均采用图1所示的波形,上升时间t r (10%～90%)为2.5ns ,下降时间t f (90%～10%)为55ns ;峰值电场强度为50kV/m 。该波形参数与较早颁布的MI L 2ST D 2461D [3]有较大差别。文献[4]对已颁布的各种高空核爆电磁脉冲波形标准进行了对比,而文献[5]则通过理论计算,讨论了MI L 2ST D 2461D 规定的和IEC 1996年推荐的HE MP 对长电缆的不同耦合效应。 Fig.1 Early 2time HE MP defined by IEC610002229and MI L 2ST D 2461E 图1 新标准定义的HE MP 早期波形 以往大量的HE MP 效应试验是针对MI L 2ST D 2461D 标准波 形进行的,为适应新的电磁脉冲环境模拟试验的需要,有必要研 制符合MI L 2ST D 2461E 标准的高压脉冲源发生器。本文介绍的 纳秒高压脉冲源波形上升时间和下降时间符合新的HE MP 波形 参数要求,脉冲最高幅值在4kV 下连续可调,脉冲重复频率从 1H z 至数H z 利用这一设备提供的测试波形,在TE M 室中 实验对比了该脉冲源与基于旧标准的脉冲源产生的辐射环境对 电子线路的干扰效应。1 高压脉冲源的组成 脉冲源包括直流高压、脉冲形成和触发电路三部分。图2为其结构示意图。直流高压部分采用240V/10kV 变压器升压,经限流电阻和半波整流后,送至高压储能单元,它具有结构简单、可靠性高的特点。高压储能单元主要由3个30kV 的电容组成,能在脉冲重复频率较高的情况下及时给放电电容C 1或方波成形线充电 。 Fig.2 Diagram of the high v oltage pulse generator 图2 脉冲源结构示意图Fig.3 Schematic of the discharging circuit 图3 放电回路原理图 Ξ收稿日期:2004203225; 修订日期:2004207212基金项目:国家自然科学基金资助课题(编号:60172002;50237040) 作者简介:谭坚文(1980— ),男,硕士研究生,现从事电磁脉冲防护方面的研究工作;E 2mail :artan @https://www.doczj.com/doc/2d9887941.html, 。
1绪论 1.1论文的研究背景 电源设备用以实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代，上述各行各业都在迅猛地发展，发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。显然，电源技术的发展将 带动相关技术的发展，而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。当前在电源产业，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC y DC开关电源、DC y DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS可靠高效低污染的光伏逆变电 源、风光互补型电源等。而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。 1.2脉冲电源的特点及发展动态 脉冲电源是各种电源设备中比较特殊的一种，顾名思义，它的电压或电流波 形为脉冲状。按脉冲电源的输出特性分类，有高频、低频、单向、双向、高压、低压等不同的分类，具体选择怎样的输出电压、输出电流和开关频率，根据具体的应用场合而定。按脉冲波形分，有矩形波、三角波、梯形波、锯齿波等多种形式，如图1. 1所示。 图1 . 1各种脉冲波形 由于矩形波具有较好的可控性和易操作性，所以这种波形的应用居多。究其本质，
FS系列直流高压发生器 一、产品概述： 高压脉冲发生器广泛用于电表、家用电器、低压电器、机电等相关行业进行绝缘性能试验。高压脉冲发生器主要包括充电电路、脉冲成形电路两大部分。此外，脉冲变压器是高压大功率脉冲发生器中的关键部件，其功率转换效率高并对减小脉冲发生器的体积和重量起到决定作用。 FS系列直流高压发生器是我公司根据中国行业标准BF24003-90《便携式直流高压发生器通用技术条件》的要求，重新设计制造的新一代便携式直流高压发生器。它适用于电力部门、企业动力部门对氧化锌避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验和泄漏电流试验。 二、高压脉冲发生器设计的要点 1、充电电路 目前比较常见的高压脉冲发生器充电电路包括电阻充电电路和电感充电电路。电阻充电电路结构简单、技术成熟，但其充电效率低，一般适用于中小功率、脉宽窄或工作比很低的场合；电感充电电路，由于其效率较高，故在大功率、高频场合下经常使用。另外，还有回扫充电电路、阶梯充电电路等。实际应用中需根据具体要求选择合适的充电电路。
2、高压脉冲成形 高压脉冲成形是高压脉冲发生器的主要部分。对于一般的指数型脉冲，可以通过控制调制开关的导通，使储能电容通过调制开关对负载放电，从而在负载上得到输出脉冲。该方法简单、技术成熟，但其杀菌效率明显低于方波脉冲。目前高压方波脉冲的产生一般采用全桥逆变加脉冲变压器升压。这种脉冲成形电路的优点是降低了初级电路的设计难度，但也存在很大的缺陷，如初级的震荡会传递到次级，从而使输出波形变差，其占空比的调节也比较困难，在频率较低时脉冲变压器体积较大且难设计。随着高压大电流开关的发展，使用高压直流电源、高压调制开关，可以通过控制开关的导通和关断在负载上得到脉冲输出。 该开关通过简单的电路，将功率MOSFET或者IGBT串并联，通过选用低感元件及合理的布局，从而实现脉宽和频率宽范围可调的高压脉冲发生器，且寿命长易于维修，但串并联开关器件导通和关断的控制电路设计比较复杂，需考虑均压均流同步等问题。另外，还有一种线型脉冲调制器，其以人工线（脉冲形成网络）做储能元件，用氢闸流管或晶闸管SCR 做开关，实现全部放电的脉冲调制器。其中人工线由电容和电感组成，随着其级数的增加，输出脉冲的波形越趋于方波。但人工线参数一旦确定，其输出脉宽就基本确定，所以该方法不适用于要求输出脉宽大范围可调的场合。实际应用中根据实际输出脉冲的指标要求来选取合适的脉冲成形电路。 3、高压脉冲变压器的设计 高压脉冲发生器中为了解决调制开关器件的电压等级以及阻抗匹配等问题，一般采用脉冲变压器。脉冲变压器的使用会使其最大输出脉冲受限于脉冲变压器磁芯的可利用伏秒特性，为了增加输出脉宽，一般增加去磁电路，以使其磁芯复位。利用脉冲变压器升压的高压脉冲发生器，其初级电路电压等级降低、设计难度减小。但这种结构要求脉冲变压器初级必须流过较大的电流，在脉冲变压器升压比较大时初级电流更大。因此在设计中要根据输出电压幅值、功率大小、脉冲调制开关的开关能力和脉冲参数的要求等方面进行权衡以确定合适的脉冲变压器升压比。脉冲变压器的漏感以及回路分布电感会影响输出脉冲的前后沿，因此在对输出脉冲前后沿要求较高或要求输出窄脉冲时，应设法减小脉冲变压器的漏感以及合理布局放电回路。 三、工作原理
脉冲信号发生器 摘要：本实验是采用fpga方式基于Alter Cyclone2 EP2C5T144C8的简易脉冲信号发生器，可以实现输出一路周期1us到10ms，脉冲宽度：0.1us到周期-0.1us,时间分辨率为 0.1us的脉冲信号，并且还能输出一路正弦信号（与脉冲信号同时输出）。输出模式 可分为连续触发和单次手动可预置数（0~9）触发，具有周期、脉宽、触发数等显示功能。采用fpga计数实现的电路简化了电路结构并提高了射击精度，降低了电路功耗和资源成本。 关键词：FPGA；脉冲信号发生器；矩形脉冲；正弦信号； 1 方案设计与比较 脉冲信号产生方案： 方案一、采用专用DDS芯片的技术方案： 目前已有多种专用DDS集成芯片可用，采用专用芯片可大大简化系统硬件制作难度，部数字信号抖动小，输出信号指标高；但专用芯片控制方式比较固定，最大的缺点是进行脉宽控制，测量困难，无法进行外同步，不满足设计要求。 方案二、单片机法。 利用单片机实现矩形脉冲，可以较方案以更简化外围硬件，节约成本，并且也可以实现灵活控制、能产生任意波形的信号发生器。但是单片机的部时钟一般是小于25Mhz，速度上无法满足设计要求，通过单片机产生脉冲至少需要三条指令，所需时间大于所要求的精度要求，故不可取。 方案二：FPGA法。利用了可编程逻辑器件的灵活性且资源丰富的特点，通过Quartus 软件的设计编写，实现脉冲信号的产生及数控，并下载到试验箱中，这种方案电路简单、响应速度快、精度高、稳定性好故采用此种方案。 2 理论分析与计算 脉冲信号产生原理：输入量周期和脉宽，结合时钟频率，转换成两个计数器的容量，用来对周期和高电平的计时，输出即可产生脉冲信号。 脉冲信号的精度保证：时间分辨率0.1us，周期精度：+0.1%+0.05us，宽度精度：
华中科技大学 硕士学位论文 等离子体应用中高压脉冲电源的研制 姓名：钟生辉 申请学位级别：硕士 专业：环境工程 指导教师：李胜利 2003.5.6
华中科技大学硕士学位论文 摘要 ｌ脉冲功率电源是低温等离子体技术在环境工程应用中的关键设备，其总体能量转化效率和脉冲功率的容量是影响等离子体技术工业化应用的重要因素十本文首先综述了一系列典型的脉冲电源回路，以及当前国内外脉冲电源研究的最新进展，提供了了几种新的电源结构。结合脉冲功率电源在环境工程应用中的要求和以往的设计经验，提出了新的设计思路。 在研制处理垃圾渗滤液的实用化电源中，分别对高压脉冲放电回路的原理电路进行了数值分析和仿真分析。ｆ根据分析结果，对电路进行了具体的改进措施。在电源控制回路中的设计中，考虑了一般的电路保护项目，加入了零电压启动的闭锁回路，并利用Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈实现了放电电压幅值的自动保护功能。最后针对现场运行时复杂的放电环境，提出了绝缘匹配方案。、ｌ 在脉冲高压开关电源的研制中，给出了电源的总体设计方案。在其中的Ｂｕｃｋ变换器设计中，首先通过数值计算，给出电路元件的参数，然后利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对电路仿真分析，发现功率晶体管在开关瞬间在集一射极之间有浪涌电压出现，根据结果对电路加入了保护电路。（经电路实验，验证了电路保护设计的成功；在半桥逆变回路设计部分，给出了电路的原理分析，依据电路设计参量选取了相应的电路参数；高频高压变压器作为半桥逆变回路的关键设备，影响着电路工作的可靠性和性能，主要针对它进行了具体的设计和分布参数分析。１ 关键词：脉冲功率电源’／Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈、／Ｂｌｌｃｋ变换器；半桥逆琴高频变压器
编制/日期：蒋修旭 2019-3-2 审核/日期： 批准/日期：EMC61000-4B 快速群脉冲发生器操作手册
第一章面板说明 一、前面板说明 图3EMS61000-4B快速群脉冲发生器前面板示意图 1.EUT电源指示灯：当试品电源输入端已上电，并且“EUT ON”按键按下后，此指示灯亮，表明EUT电源输出端已通电，否则此指示灯熄灭。 2.EUT电源输出端口：此端口可连接被试设备的电源端，供受试设备工作。 3.群脉冲耦合端：通过同轴电缆线或一转三连接器将P.OUT输出端与其中一个或多个耦合端连接，可将群脉冲耦合至相应路径。 4.P.OUT输出端：脉冲群输出口，可与左侧群脉冲耦合端连接。也可用于观察波形或连接电容耦合夹进行信号线试验，观察波形时必须在端口接上高压衰减器和400M以上示波器。 5.接地端（SG）：用于与参考接地板进行连接。 6.“谨防高压”警示灯：当仪器在测试状态时，该警示灯亮。 7.电压调节旋钮：用于调节试验电压，顺时针旋转时电压增大，逆时针旋转时电压减小。开机和关机之前均要将其逆时针旋转到底。 8.操作键
脉冲频率选择：在复位状态下，按此键可进行2.5kHz/5kHz/100kHz脉冲重复频率的切换，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环左移； POS/NEG：在复位状态下，按此键切换试验电压正、负极性，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环右移； EUT.ON：此键用于控制受试设备工作电源的接通和断开；在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环减1； △:在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环加1； 设定/确定：在复位状态下，按此键可进入试验时间的设定；在设定状态下，按此键确认并完成该项设定。 9.电源开关(POWER)：仪器电源开关。 10.复位键(RESET)：按此键可切断脉冲输出，测试结束，相应警示灯会熄灭。 11.启动键(START)：按此键可启动脉冲输出，测试开始，相应警示灯会闪烁。 12.显示窗口B：时间显示窗口，用于显示试验时间，单位为s。 13.显示窗口A：试验电压显示窗口，用于显示脉冲峰值电压，单位为kV。
可编程脉冲信号发生器的设计 摘要 基于单片机的可编程脉冲信号发生器，通过4x4的非编码矩阵键盘键入脉冲信号的指标参数频率、占空比和脉冲个数，在单片机的控制处理下发出满足信号指标的脉冲信号，并在液晶显示屏的制定位置显示出相关参数。复位电路采用上电复位和手动复位的复合复位方式，保证单片机在上电和程序运行进入死循环时，单片机均能正常复位。利用在工作方式1下的定时器和计数输出低频脉冲信号，以及在工作方式2下能够自动重复赋初值的定时器输出高频脉冲信号，从而使频率和占空比满足指标要求。通过程序设计，使单片机每次发出信号后等到重置信号进行下一次脉冲信号的输出，有效的提高了单片机的使用效率。 本课题设计利用单片机技术，通过相应的软件编程和较简易的外围硬件电路来实现，其产生的脉冲信号干扰小，输出稳定，可靠性高，人机界面友好，操作简单方便，成本低，携带方便，扩展性强。关键的是，脉冲信号频率、脉冲个数和脉冲占空比可调节，可通过键盘输入并由显示器显示出来。 本课题设计所要达到的指标要求： (1)脉冲信号频率0.1HZ到50KHZ可调并在液晶显示屏指定位置显示。 (2)脉冲信号个数0到9999可调并在液晶显示屏指定位置显示。 (3)脉冲信号占空比任意可调并在液晶屏显屏指定位置示出来。 关键词：单片机，脉冲信号，频率，脉冲个数，占空比
Programmable pulse signal generator design ABSTRACT The programmable pulse signal generator based on single chip, through the 4x4 non-coding matrix keyboard inputing pulse signal parameters of frequency, duty cycle and pulse number, pulse signal is sent to meet the targets of signal processing chip.The related parameters are displayed on the setting position on the liquid crystal. The reset circuit by power-on reset and manual reset, ensure the SCM in power and run into dead circulation can be reset. Use in work mode 1 timer and counter output low frequency pulse signal, and in work mode 2 to timer output high frequency pulse signal ，automaticly repeat initialization, so as to make the frequency and duty ratio meet the requirements. Through the program design, the microcontroller each signal and then wait for the reset signal, the signal at the output of the pulse next time, effectively improve the efficiency in the use of single-chip microcomputer. The subject of the use of single-chip technology, which achieved through the corresponding software and the simple peripheral hardware circuit. The advantages of which are the small interference of the pulse signal, output stability, high reliability, friendly man-machine interface, easy operation, low cost, portability, scalability strong. The keys, pulse frequency, pulse number and pulse duty ratio are adjustable, which can be inputed through the keyboard and displayed through LCD. The requirements of this topic design: (1) The pulse signal frequency of 0.1HZ to 50KHZ is adjustable and can be displaied on the specify location in the LCD screen. (2) Pulse signal number of 0 to 9999 is adjusted and can be displaied on the specify location in the LCD screen. (3)Pulse duty ratio is adjustable and can be displaied on the specify
基于PLD的纳秒级脉冲发生器 随着电子技术的迅速发展，高速信号触发源已经广泛应用于通讯、雷达等 各种电子系统的测试和精确控制中。这就要求有一个稳定性好、纳秒上升沿、 可控的脉冲发生器。但是，国内至今还没有合乎这些要求的商用脉冲发生器。 即使在国际上普遍使用的加拿大生产的AVI-N 型脉冲发生器也存在着幅度小、 重复率低、易损坏等缺点。针对此现状，设计一款高速脉冲信号发生器是非常 有意义的。可编程逻辑器件(PLD)经历了PAL，GAL，CPLD 和FPGA 几个发 展阶段，技术日趋成熟。采用VHDL 语言对PLD 进行编程设计具有更改灵活、调试方便、操作性强、系统可靠性高等众多优点，并有利于硬件设计的保护， 防止他人对电路的分析、仿照。因此，利用PLD 器件为核心构造高速脉冲信号发生器是一种有效的方法。 1 基本原理 设计采用的XILINX 公司的复杂可编程逻辑器件(CPLD)几乎可适用于所有的 门阵列和各种规模的数字集成电路，他以其编程方便、集成度高、速度快、价 格低等特点越来越受到设计者的欢迎。选用的CPLD 为XILINX 公司的 XC9572XL，属于XC9500 系列，是目前业界速度较快的高集成度可编程逻辑 器件。 CPLD 开发软件用ISE 6.0+ModelSim 5.7SE，该软件是一个完全集成化、易学易用的可编程逻辑设计环境，并且广泛支持各种硬件描述语言。他还具有与 结构无关性、多平台运行、丰富的设计库和模块化的工具等许多功能特点。CPLD 主程序流程图如图1 所示，时针信号是整个程序的关键，通过时钟对 各个模块进行精确控制，实现基本功能。时钟信号的精准度决定了输出脉冲信 号的精准度。时钟源采用了4 脚晶振，可以输出一个稳定的时钟信号。CPLD 内部电路资源分配如图2 所示。
脉冲信号发生器的使用方法 脉冲信号发生器可以产生重复频率、脉冲宽度及幅度均为可调的脉冲 信号，广泛应用于脉冲电路、数字电路的动态特性测试。脉冲信号发生器一般 都以矩形波为标准信号输出。脉冲信号发生器的种类繁多，性能各异，但 内部基本电路应包括主振级一般由无稳态电路组成，产生重复频率可调的周期 性信号。隔离级由电流开关组成，它把主振级与下一级隔开，避免下一级对主 振级的影响，提高频率的稳定度。脉宽形成级一般由单稳态触发器和相减电路 组成，形成脉冲宽度可调的脉冲信号。放大整形级是利用几级电流开关电路对 脉冲信号进行限幅放大，以改善波形和满足输出级的激励需要。输出级满足脉 冲信号输出幅度的要求，使脉冲信号发生器具有一定带负载能力。通过衰减器 使输出的脉冲信号幅度可调。 如（1）XC－15型脉冲信号发生器的面板开关、旋钮的功能及使用 ①频率粗调开关和频率细调旋钮。调节频率粗调开关和频率细调旋钮， 可实现1kHz～100MHz的连续调整。粗调分为十挡 （1kHz、3kHz、10kHz、100kHz、300kHz、1MHz、3MHz、10MHz、30MHz 和100MHz），用细调覆盖。频率细调旋钮顺时针旋转时频率增高，顺时针旋转 到底，为频率粗调开关所指频率；逆时针旋转到底，为此频率粗调开关所指刻 度低一挡。例如，频率粗调开关置于10kHz挡，频率细调旋钮顺时针旋转到底 时输出频率为10kHz；逆时针旋转到底时输出频率为3kHz。 ②延迟粗调转换开关和延迟细调旋钮。调节此组开关和旋钮，可实现延 迟时间5ns～300，tts的连续调整。延迟粗调分为十挡 （5ns、10ns、30ns、l00ns、300ns、1μs、3μs、10μs、30μs和100μs），用细调覆盖。延迟时间加上大约30ns的固有延迟时间等于同步输
新型高压快脉冲发生器 相关情况解析方案 https://www.doczj.com/doc/2d9887941.html,/来源：元器件交易网日期：2012年02月03日 1、引言 目前，在大功率、高频率、窄脉冲的应用领域中利用的基本都是真空管，如：二次电子发射管、放电间隙开关、触发管、氢闸管等。主要研究方向是如何提高电真空器件的开关速度，减小其触发晃动，研制与其相配的高速高压驱动电路。但是真空电子管这类器件存在损耗大、驱动电路庞大、冷却麻烦等缺点;同时，为了在速调管打火时对其进行快速保护，还经常需要在调制器中设置复杂的撬棒管及其触发电路，这些问题直接影响调制器的效率和可靠[1]。近年来，由于半导体器件的电压和功率等级不断提升，相关技术也在逐步完善，为解决上述问题创造了条件。基于该项技术发展趋势，本文设计了一种新型高压快脉冲发生器。 2、输出指标和基本结构 高电压、快脉冲和高重复率是脉冲功率装置的发展方向。高频化是减小系统体积的一个有效途径。本设计采用IGBT做为主开关器件，输出脉冲电压峰峰值为±5kV，频率为1kHz～10kHz可调，脉冲前沿200ns。
本高压快脉冲发生器的设计主要分为三部分： (1)可调高压直流发生器：使用工频交流电为电源，在低压部分经过整流、逆变电路产生低压脉冲，经脉冲变压器升压，成为高压脉冲再经不可控整流为高压直流。再将其作为高压直流电源提供给最后的高压脉冲发生部分。可调高压直流发生器结构如图1所示。 图1 可调高压直流发生器结构图 (2)高压脉冲发生部分：将高压直流电源提供的直流高压送入可控开关器件，产生所需要的高压脉冲。 (3)高压逆变控制和驱动部分：控制高压逆变过程中的开关器件的开通与关断。在控制方面采用基于PWM控制方法的芯片SG3525。在驱动电路方面，采用三菱公司的IGBT专用驱动芯片M57962L。
海林自控 快速群脉冲发生器 操作手册 编制/日期： 审核/日期： 批准/日期：
第一章 面板说明 一、前面板说明 图 3 EMS61000-4B快速群脉冲发生器前面板示意图 1. EUT电源指示灯：当试品电源输入端已上电，并且“EUT ON”按键按下后，此指示灯亮，表明EUT电源输出端已通电，否则此指示灯熄灭。 2. EUT电源输出端口：此端口可连接被试设备的电源端，供受试设备工作。 3. 群脉冲耦合端：通过同轴电缆线或一转三连接器将P.OUT输出端与其中一个或多个耦合端连接，可将群脉冲耦合至相应路径。 4. P.OUT输出端：脉冲群输出口，可与左侧群脉冲耦合端连接。也可用于观察波形或连接电容耦合夹进行信号线试验，观察波形时必须在端口接上高压衰减器和400M以上示波器。 5. 接地端（SG）：用于与参考接地板进行连接。 6. “谨防高压”警示灯：当仪器在测试状态时，该警示灯亮。 7. 电压调节旋钮：用于调节试验电压，顺时针旋转时电压增大，逆时针旋转时电压减小。开机和关机之前均要将其逆时针旋转到底。 8. 操作键
脉冲频率选择：在复位状态下，按此键可进行2.5kHz/5kHz/100kHz脉冲重复频率的切换，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环左移； POS/NEG：在复位状态下，按此键切换试验电压正、负极性，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环右移； EUT.ON：此键用于控制受试设备工作电源的接通和断开；在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环减1； △:在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环加1； 设定/确定：在复位状态下，按此键可进入试验时间的设定；在设定状态下，按此键确认并完成该项设定。 9. 电源开关(POWER)：仪器电源开关。 10. 复位键(RESET)：按此键可切断脉冲输出，测试结束，相应警示灯会熄灭。 11. 启动键(START)：按此键可启动脉冲输出，测试开始，相应警示灯会闪烁。 12. 显示窗口B：时间显示窗口，用于显示试验时间，单位为s。 13. 显示窗口A：试验电压显示窗口，用于显示脉冲峰值电压，单位为kV。
图解脉冲高压电源的实现方法 发布:2011-05-26 | 作者: | 来源: zhanghuadong | 查看:353次 | 用户关注： 最近接触了一些使用脉冲电源的朋友，发现他们在需要方波输出的时候，使用全桥加变压器，次级直接输出方波。个人觉得这种方式存在很大的缺陷，比如初级的振荡会传到次级，使输出波形很差；调节输出占空比比较困难；当频率比较低时变压器更难设计，体积也会变得很大；对于短路的抵抗力也相当差。使用高压开关可以完全解决以上问题。使用一个直流电源，加上一个开关，通过控制开关的导通与关断来实现脉冲输出。这种开关通过简 最近接触了一些使用脉冲电源的朋友，发现他们在需要方波输出的时候，使用全桥加变压器，次级直接输出方波。个人觉得这种方式存在很大的缺陷，比如初级的振荡会传到次级，使输出波形很差；调节输出占空比比较困难；当频率比较低时变压器更难设计，体积也会变得很大；对于短路的抵抗力也相当差。 使用高压开关可以完全解决以上问题。使用一个直流电源，加上一个开关，通过控制开关的导通与关断来实现脉冲输出。这种开关通过简单的电路，将MOS 管或IGBT串联，通过低感且较小的布局，实现任意频率任意脉宽的开关，且寿命长，易维修。 开关由大量的MOSFET或IGBT通过串联、并联，并通过紧凑、低感的布局组成的，体积小，性能好。自身包含驱动电路，是一个小体积的组件，具有极高的可靠性和优异的开关性能（包括低的导通阻抗，高的截止阻抗，纳秒量级的控制传输延时和百纳秒量级的开启和关断时间）。同时控制驱动电路和开关电路的全隔离，保证了开关即可以用于高端开关，也可以用于低端开关，还可以用于两个高压开关组成的推挽电路。开关的使用也是极其简单的，只要提供一个5V的供电和TTL的开关控制信号，开关即可以工作在固定的脉宽下，也可以工作在可变的脉宽下。所选用器件均为常用器件，成本低。高压开关可以通过系列化的生产，具有极宽的负载电压和电流范围。 同时控制驱动电路和开关电路的全隔离，保证了开关即可以用于高端开关，也可以用于低端开关，还可以用于两个高压开关组成的推挽电路。开关的使用也是极其简单的，只要提供一个5V的供电和TTL的开关控制信号，开关即可以工作在固定的脉宽下，也可以工作在可变的脉宽下。所选用器件均为常用器件，成本低。高压开关可以通过系列化的生产，具有极宽的负载电压和电流范围。 总体图如下所示：
高压大电流脉冲信号发生器模拟信号发生器 一：应用范围 A: 高压窄脉冲应用场合 B: 脉冲激光电源信号源 C: 高达10A触发脉冲电流 D: 适用于强干扰环境 E: 需要极陡的上升沿相关应用 二：参数(电流、电压参数可以修改定做) 类型数值单位备注输出电流能力>10 A 单次触发短路峰值电流输出脉冲上升沿<10 nS 输出脉冲下降沿<10 nS 输出方波电压幅度 3.5-12 V 可通过单圈电位器调节 输出短路能力可短路抗短路且不会损坏 输出方波电压数显 3 位可精确到0.1V 输出方波频率0-10.0 kHz 可通过多圈电位器精密调节 频率数显位数 4 位最大为9999Hz，超出量程显示 HHHH 方波脉冲宽度23.5~70 us 可通过单圈电位器调节方波脉冲宽度数显 3 位可精确到0.1us 电源输入220V±10% VAC 市电
手动按钮触发 单次触发 手动按钮 输出指示灯 有 蓝色 单次触发延时显示 输出封锁开关 有 可手动切换 输出档位切换开关 128和1 分频 可手动切换 环境温度 0-50 ℃ 存储温度 -40-+85 ℃ 三：界面介绍及操作步骤说明 单次 图1 前面板介绍 频率调节：图片右上旋钮F 为频率调节旋钮，选取多圈精密调节，顺 时针旋转可增大频率，反之减小。 脉宽显示 脉冲电压幅度显示 手动触发 指示灯 频率调节 幅度调节 脉宽调节 输出开关 输出分频切换 频率显示
幅度调节：图片右中旋钮Amp为方波脉冲电压幅度调节旋钮，单圈调节，顺时针旋转增大输出峰值，反之减小。 脉宽调节：图片右下旋钮PW为方波脉冲正脉冲脉宽调节旋钮，单圈 调节，顺时针旋转增大脉宽，反之减小。 输出分频切换：图片下侧开关为频率档位选择，开关向上，频率调节 范围0-10kHz，开关向下，频率范围是0-80Hz。 输出开关：图片上侧开关为输出开关，开关打向上方为有输出，打向下方无输出，手动触发不收输出开关控制，只要按下就有 脉冲输出。 电源开关 输出脉冲 BNC接口 电源插座 图2 后面板介绍 频率显示：图片下方FREQUENCY/Hz为频率显示数码管，实时显示频率，单位Hz，最大测量范围10kHz，超出显示HHHH。
中南林业科技大学涉外学院 认识实习报告 名称：脉冲信号发生器与计数器 姓名学号： 系：理工系专业：电子信息工程班级：实习时间：实习地点：
目录 一、题目 二、任务和要求 三、内容 （1）如何用仪表测量 （2）如何焊接 （3）如何调试 四、结论 五、体会和收获
一、题目脉冲信号发生其与计数器 二、任务和要求 1：焊接电路板 2：装配电阻、安装短路线、装配芯片、装配按键S、装配电容、装配发光二极管、安装电源插座、测试 三、内容 （1）安装好后，目测检查，是否焊接好了。插入电源线，电源线额另一端接电源，一定不要接错了，印刷板上标有+的一端接电源+5V，另一端接 地。千万注意，电源不要接错了。打开电源，测试电源电压，测试芯片 上各脚电压。按下按键，试着短按和长按，观察现象。测试各发光二极 管（有亮的也有不亮的都测）的电压。短按时，每次产生一个脉冲，观 察到由发光二极管显示的二进制数加一。长按时，产生连续脉冲，观察 到由发光二极管显示的二进制数连续累加。 （2）加热焊件；移入焊锡；焊锡融化后，移开焊锡；移开电烙铁。注意掌握好时间，焊接好后，剪去焊盘外的导线 （3）打开电源，测试电源电压，测试芯片上各脚电压。按下按键，试着短按和长按，观察现象 四、结论 利用集成定时器（芯片 NE555）产生信号，当按键被单次单次地按下时，产生一个一个的单脉冲信号；当按键按下不动时，产生连续脉冲信号。可利用集成技术器（芯片4024）计数。其状态反映脉冲的个数。利用发光二级管显示已经计数的脉冲数，其中74LS04是驱动电路。 五、体会和收获 经过这次实习，了解到了如何焊接电路板、焊接电路板所需注意的事项、认识各种原配件和如何检测焊成后的电路板，同时培养了自己的动手能力和对电路这门课程的认知