数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统，包括提供直流电压及给被测二极管加反向偏置电压的低噪声电源电路、给被测二极管提供多个可调正向电流的正向可调电流源电路、给被测二极管提供多个可调脉冲调制信号的边沿可调脉冲产生电路、获取被测二极管反向动态电流及电压的波形和峰值信号的反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路、将峰值信号处理成模拟信号的动态电流波形采样电路、测量反向的峰值电压与偏置电压之比的C参数测试电路和数据处理的中央处理单元。本发明专利技术实施例，通过检测二极管反向的动态电流、动态电压和损耗功率等性能参数，达到选好和用好二极管并增强其可靠性之目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
和微波二极管
，尤其涉及一种数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统。
技术介绍
二极管大量应用于现代大功率通信雷达等装备中，其性能参数（如反向动态电流、反向动态电压和反向损耗功率等）直接关系到现代大功率通信雷达等装备的稳定性、可靠性、寿命以及效率。当前，二极管在电路中的开关作用依赖于对正反向电流表现出来的通断特性，其开关的瞬间通断由两端所加电压的极性决定，导通时只有微小的压降，关断时只有微小的电流。由于二极管的PN 结存储了多子和少子，因此当外加电压极性反转时，二极管的工作状态不能在瞬间完成变化，其变化过程为：二极管电流由正向变成反向的瞬间有较大的反向峰值电流、电压，只有经过一定时间后，反向电流才消减变小直至为0，反向电压趋于稳定。另外，二极管的反向峰值电压与弥散电感、分布电容、引线电阻、电流转换速度密切相关，会遭遇到反向峰值电压远大于设计值而被击穿的现象。因此，了解二极管的性能参数（如反向动态电流、反向动态电压和反向损耗功率等）对选取器件和设计电路至关重要，亟需设计一种测量前述性能参数的装置十分必要。
技术实现思路
内容本专利技术实施例所要解决的问题在于提供一种数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统，通过检测二极管的反向动态电流、反向动态电压和反向损耗功率等性能参数，达到可以抑制二极管的共模干扰、增强其可靠性和准确性的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统，其与被测二极管相配合，包括低噪声电源电路、正向可调电流源电路、边沿可调脉冲产生电路、反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路、动态电流波形采样电路、C参数测试电路和中央处理单元；其中，所述低噪声电源电路的第一输出端与所述正向可调电流源电路的输入端相连，第二输出端与所述边沿可调脉冲产生电路的输入端相连，用于提供直流电压并为所述被测二极管外加反向偏置电压；所述正向可调电流源电路的第一输出端与所述被测二极管的正极相连，用于给所述被测二极管提供多个可调的正向电流；所述边沿可调脉冲产生电路的第一输出端与所述被测二极管的正极相连，用于给所述被测二极管提供多个可调的脉冲调制信号；所述反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路的输入端与所述被测二极管的负极相连，第一输出端与所述动态电流波形采样电路的输入端相连，第二输出端与所述C参数测试电路的输入端相连，用于获取所述被测二极管的反向动态电流及反向动态电压的波形，得到反向峰值电压以及峰值信号；所述动态电流波形采样电路的输出端与所述中央处理单元相连，用于将所述得到的峰值信号处理成所述中央处理单元所需的模拟信号；所述C参数测试电路的输出端与所述中央处理单元相连，用于测量所述得到的反向峰值电压与所述反向偏置电压之比；所述中央处理单元包括A/D转换电路和CPU，其还分别与所述正向可调电流源电路的第二输出端及所述边沿可调脉冲产生电路的第二输出端相连，用于控制所述正向可调电流源电路的正向电流及所述边沿可调脉冲产生电路的脉冲调制信号的产生，并将获取到的所述动态电流波形采样电路及所述C参数测试电路输出的相关数据进行处理。其中，所述低噪声电源电路包括工频变压器、第一整流桥、第一低通滤波电路、集成开关电源、降压式输出电路、分压器、稳压二极管、第一三极管、第二三极管、第二整流桥、第一线性稳压器、第二线性稳压器、第二低通滤波电路、第三低通滤波电路、第三整流桥和第四低通滤波电路；其中，所述工频变压器包括外接交流电压源的第一输入线圈，以及位于次级的第一输出线圈、第二输出线圈和第三输出线圈；所述第一输出线圈依次与所述第一整流桥、所述第一低通滤波电路、所述集成开关电源、所述降压式输出电路及所述分压器相连，形成第一直流电压输出电路，所述第一直流电压输出电路用于提供12V直流电压；其中，所述降压式输出电路包括储能电感、滤波电容和续流二极管；所述第一输出线圈还依次与所述第一整流桥及所述第一低通滤波电路相连后，反接所述稳压二极管，再与由所述第一三极管及第二三极管构成的达林顿管相连，形成第二直流电压输出电路，所述第二直流电压输出电路用于给所述被测二极管提供反向直流电压； 所述第二输出线圈依次与所述第二整流桥、所述第一线性稳压器及第二低通滤波电路相连，形成第三直流电压输出电路，所述第三直流电压输出电路用于提供5V直流电压；所述第二输出线圈还依次与所述第二整流桥、所述第二线性稳压器及第三低通滤波电路相连，形成第四直流电压输出电路，所述第四直流电压输出电路用于提供-5V直流电压；所述第三输出线圈依次与所述第三整流桥及所述第四低通滤波电路相连，形成第五直流电压输出电路，所述第五直流电压输出电路用于提供10V直流电压。其中，所述正向可调电流源电路包括第一单片机、第一触发器、第一MOS场效应管、第三三极管和多个相并联的可调正向电流支路；其中，所述第一单片机的输出端与第一触发器的输入端相连；所述第一触发器的输出端与所述第一MOS场效应管的栅极相连；所述第一MOS场效应管的漏极接地，源极与所述第三三极管的基极相连，还均与每一可调正向电流支路的一端相连；每一可调正向电流支路的另一端均与所述第三三极管的发射极相连；其中，所述每一可调正向电流支路均包括相串联的继电器和电阻；所述第三三极管的集电极与所述被测二极管的正极相连。其中，所述边沿可调脉冲产生电路包括第二单片机、第二触发器、高速驱动器、第二MOS场效应管和多个相并联的可调脉冲信号支路；其中，所述第二单片机的输出端与第二触发器的输入端相连；所述第二触发器的输出端与所述高速驱动器的输入端相连；所述高速驱动器的输出端与所述第二MOS场效应管的栅极相连；所述第二MOS场效应管的漏极接地，源极与所述被测二极管的正极相连，还均与每一可调脉冲信号支路的一端相连；其中，所述每一可调脉冲信号支路均包括相串联的继电器和电感。其中，所述反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路包括带通滤波电路、第一检波二极管、第一运算放大器、第一负反馈电压电路、第二运算放大器、第二负反馈电压电路、第三运算放大器和第三MOS场效应管；其中，所述带通滤波电路的一端与所述被测二极管的负极相连，另一端与所述第一检波二极管的负极相连；所述第一检波二极管的正极与所述第一运算放大器的同相输入端相连；所述第一运算放大器的反相输入端与第一基准电压源及所述第一负反馈电压电路的一端相连，输出端与所述第一负反馈电压电路的另一端、所述动态电流波形采样电路的输入端、所述第二运算放大器的反相输入端及所述第二负反馈电压电路的一端相连；所述第二运算放大器的同相输入端接地，输出端与所述第二负反馈电压电路的另一端及所述中央处理单元的A/D转换电路相连；所述第三运算放大器的同相输入端与所述被测二极管的负极相连，反向输入端与第二基准电压源相连，输出端与所述第三MOS场效应管的栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统，其与被测二极管相配合，其特征在于，包括低噪声电源电路、正向可调电流源电路、边沿可调脉冲产生电路、反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路、动态电流波形采样电路、反向损耗功率测试电路、C参数测试电路和中央处理单元，其中：所述低噪声电源电路的第一输出端与所述正向可调电流源电路的输入端相连，第二输出端与所述边沿可调脉冲产生电路的输入端相连，用于提供直流电压并为所述被测二极管外加反向偏置电压；所述正向可调电流源电路的第一输出端与所述被测二极管的正极相连，用于给所述被测二极管提供多个可调的正向电流；所述边沿可调脉冲产生电路的第一输出端与所述被测二极管的正极相连，用于给所述被测二极管提供多个可调的脉冲调制信号；所述反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路的输入端与所述被测二极管的负极相连，第一输出端与所述动态电流波形采样电路的输入端相连，第二输出端与所述C参数测试电路的输入端相连，用于获取所述被测二极管的反向动态电流及反向动态电压的波形，得到反向峰值电压以及峰值信号；所述动态电流波形采样电路的输出端与所述中央处理单元相连，用于将所述得到的峰值信号处理成所述中央处理单元所需的模拟信号；所述C参数测试电路的输出端与所述中央处理单元相连，用于测量所述得到的反向峰值电压与所述反向偏置电压之比；所述中央处理单元包括A/D转换电路和CPU，其还分别与所述正向可调电流源电路的第二输出端及所述边沿可调脉冲产生电路的第二输出端相连，用于控制所述正向可调电流源电路的正向电流及所述边沿可调脉冲产生电路的脉冲调制信号的产生，并将获取到的所述动态电流波形采样电路及所述C参数测试电路输出的相关数据进行处理。...

【技术特征摘要】
1.一种数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统，其与被测二极管相配合，其特征在于，包括低噪声电源电路、正向可调电流源电路、边沿可调脉冲产生电路、反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路、动态电流波形采样电路、反向损耗功率测试电路、C参数测试电路和中央处理单元，其中：
所述低噪声电源电路的第一输出端与所述正向可调电流源电路的输入端相连，第二输出端与所述边沿可调脉冲产生电路的输入端相连，用于提供直流电压并为所述被测二极管外加反向偏置电压；
所述正向可调电流源电路的第一输出端与所述被测二极管的正极相连，用于给所述被测二极管提供多个可调的正向电流；
所述边沿可调脉冲产生电路的第一输出端与所述被测二极管的正极相连，用于给所述被测二极管提供多个可调的脉冲调制信号；
所述反向动态电流及电压波形测试与峰值检波电路的输入端与所述被测二极管的负极相连，第一输出端与所述动态电流波形采样电路的输入端相连，第二输出端与所述C参数测试电路的输入端相连，用于获取所述被测二极管的反向动态电流及反向动态电压的波形，得到反向峰值电压以及峰值信号；
所述动态电流波形采样电路的输出端与所述中央处理单元相连，用于将所述得到的峰值信号处理成所述中央处理单元所需的模拟信号；
所述C参数测试电路的输出端与所述中央处理单元相连，用于测量所述得到的反向峰值电压与所述反向偏置电压之比；
所述中央处理单元包括A/D转换电路和CPU，其还分别与所述正向可调电流源电路的第二输出端及所述边沿可调脉冲产生电路的第二输出端相连，用于控制所述正向可调电流源电路的正向电流及所述边沿可调脉冲产生电路的脉冲调制信号的产生，并将获取到的所述动态电流波形采样电路及所述C参数测试电路输出的相关数据进行处理。
2.如权利要求1所述的数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统，其特征在于，所述低噪声电源电路包括工频变压器、第一整流桥、第一低通滤波电路、集成开关电源、降压式输出电路、分压器、稳压二极管、第一三极管、第二三极管、第二整流桥、第一线性稳压器、第二线性稳压器、第二低通滤波电路、第三低通滤波电路、第三整流桥和第四低通滤波电路；其中，
所述工频变压器包括外接交流电压源的第一输入线圈，以及位于次级的第一输出线圈、第二输出线圈和第三输出线圈；
所述第一输出线圈依次与所述第一整流桥、所述第一低通滤波电路、所述集成开关电源、所述降压式输出电路及所述分压器相连，形成第一直流电压输出电路，所述第一直流电压输出电路用于提供12V直流电压；其中，所述降压式输出电路包括储能电感、滤波电容和续流二极管；
所述第一输出线圈还依次与所述第一整流桥及所述第一低通滤波电路相连后，反接所述稳压二极管，再与由所述第一三极管及第二三极管构成的达林顿管相连，形成第二直流电压输出电路，所述第二直流电压输出电路用于给所述被测二极管提供反向直流电压； 
所述第二输出线圈依次与所述第二整流桥、所述第一线性稳压器及第二低通滤波电路相连，形成第三直流电压输出电路，所述第三直流电压输出电路用于提供5V直流电压；
所述第二输出线圈还依次与所述第二整流桥、所述第二线性稳压器及第三低通滤波电路相连，形成第四直流电压输出电路，所述第四直流电压输出电路用于提供-5V直流电压；
所述第三输出线圈依次与所述第三整流桥及所述第四低通滤波电路相连，形成第五直流电压输出电路，所述第五直流电压输出电路用于提供10V直流电压。
3.如权利要求1所述的数字化大功率微波二极管反向动态波形及损耗功率测试系统，其特征在于，所述正向可调电流源电路包括第一单片机、第一触发器、第一MOS场效应管、第三三极管和多个相并联的可调正向电流支路；其中，
所述第一单片机的输出端与第一触发器的输入端相连；
所述第一触发器的输出端与所述第一MOS场效应管的栅极相连；
所述第一MOS场效应管的漏极接地，源极与所述第三三极管的基极相连，还均与每一可调正向电流支路的一端相连；
每一可调正向电流支路的另一端均与所述第三三极管的发射极相连；其中，所述每一可调正向电流支路均包括相串联的继电器和电阻；
所述第三三极管的集电极与所述被测二极管的正极相连。
4...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦文生，罗飞，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33