一种射频补偿发射探针制造技术

本申请公开了一种射频补偿发射探针，其特征在于，包括发射探针头部、第一扼流电感线圈、第二扼流电感线圈、27.12MHz射频滤波器、13.56MHz射频滤波器、转换电阻、电压表、第一电流表、扫描电源、滤波电容器、数据采集器、第二电流表、第一保护电阻、直流加热电源、第二保护电阻、50欧同轴电缆，通过本发明专利技术的技术方案，对空间电位测量信号中的高频噪声能够有效滤除，不仅可以用于常规稳态等离子体空间电位的测量，更加适合用于射频等离子体空间电位的诊断测量。

A radio frequency compensated emission probe

The application discloses a radio frequency compensation emission probe, which is characterized in that it includes the head of the emission probe, the first choke inductance coil, the second choke inductance coil, the 27.12MHz radio frequency filter, the 13.56MHz radio frequency filter, the conversion resistance, the voltmeter, the first ammeter, the scanning power supply, the filter capacitor, the data collector, the second ammeter, the first protection resistance and the DC heating The power supply, the second protective resistance and the 50 ohm coaxial cable can effectively filter the high-frequency noise in the space potential measurement signal through the technical scheme of the invention, which can not only be used for the measurement of the conventional steady-state plasma space potential, but also more suitable for the diagnosis and measurement of the radio-frequency plasma space potential.

【技术实现步骤摘要】
一种射频补偿发射探针
本专利技术属于等离子体科学与
，尤其涉及一种等离子体空间电位的测量诊断装置，特别涉及一种能够用于射频等离子体空间电位测量的发射探针。
技术介绍
稳态等离子体中的空间电位是一个稳定的值，发射探针用于测量等离子体的空间电位，能够获得较为可信的测试结果。但是，射频(RadioFrequency)等离子体不同于稳态等离子体，它是由射频电源驱动的，具有高频(MHz)或超高频(GHz)的周期性，其等离子体空间电位也具有同步的振荡周期。所以，普通的发射探针只能适用于稳态等离子体中，对于射频等离子体空间电位的诊断会造成较大的误差，甚至失真。苏州大学的张桂炉等人提出了一种发射探针，包括陶瓷管、一根第一钨丝、第二钨丝组、第三钨丝组和直流电源。大连理工常州研究院有限公司的陆文琪等人提出了一种自动扫描发射探针装置，该装置由计算机、数据采集卡、隔离运放、探针加热电路、探针偏置电路和探针组成。但是，上述发射探针并不具备高频滤波器、扼流线圈、滤波电容等部件，只能用于稳态等离子体空间电位的诊断，无法降低高频噪声的干扰，对射频等离子体空间电位的振荡无能为力。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决射频等离子体空间电位的有效测量，提供了一种射频补偿发射探针，本专利技术的具体技术方案如下：一种射频补偿发射探针，其特征在于，包括发射探针头部、第一扼流电感线圈、第二扼流电感线圈、27.12MHz射频滤波器、13.56MHz射频滤波器、转换电阻、电压表、第一电流表、扫描电源、滤波电容器、数据采集器、第二电流表、第一保护电阻、直流加热电源、第二保护电阻、50欧同轴电缆，其中，所述直流加热电源的正极连接所述第二保护电阻的一端，所述第二保护电阻的另一端连接所述第一扼流电感线圈的第一端，所述发射探针头部分别连接所述第一扼流电感线圈的第二端和所述第二扼流电感线圈的第一端，所述第二扼流电感线圈的第二端连接所述第一保护电阻的一端，所述第二电流表连接所述第一保护电阻的另一端和所述直流加热电源的负极，以上连接均采用所述50欧同轴电缆；所述扫描电源的正极依次串联所述第一电流表、所述转换电阻、所述13.56MHz射频滤波器、所述27.12MHz射频滤波器后接入所述第二扼流电感线圈的第二端，所述扫描电源的负极依次串联所述滤波电容器和大地；所述电压表的一端连接至所述转换电阻与所述13.56MHz射频滤波器之间，另一端接入大地；所述第一电流表、所述第二电流表和所述电压表的记录数据通道都与所述数据采集器连接。优选地，所述13.56MHz射频滤波器和所述27.12MHz射频滤波器中分别设计有可调电容。本专利技术的有益效果在于：1.在发射探针头部两端添加了两个对称的扼流电感线圈，能够对射频等离子体空间电位的高频振荡产生补偿和阻隔，使射频等离子体空间电位中的稳态分量通过，不仅适用于稳态等离子体空间电位的测量，而且对射频等离子体空间电位能够进行准确测量。2.在探针电压测量回路中添加了13.56MHz和27.12MHz的高频滤波器，能够对该频率的高频噪声进行有效滤除，大大提高了射频等离子体空间电位的测量精度。3.在探针电压测量回路中添加了滤波电容器，能够滤除探针电压信号中的交流噪声成分，使输出的直流更平滑，使等离子体空间电位的测量更加准确可信。4.综合使用了扼流线圈、高频滤波器和滤波电容器的组合设计，对空间电位测量信号中的高频噪声能够有效滤除，不仅可以用于常规稳态等离子体空间电位的测量，更加适合用于射频等离子体空间电位的诊断测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本专利技术公开的一种射频补偿发射探针的电路连接示意图；图2是本专利技术一个实施例的不同加热电流条件下的电流-电压曲线图。附图标号说明：1-发射探针头部，2-第一扼流电感线圈，3-第二扼流电感线圈，4-27.12MHz射频滤波器，5-13.56MHz射频滤波器，6-转换电阻，7-电压表，8-第一电流表，9-扫描电源，10-滤波电容器，11-数据采集器，12-第二电流表，13-第一保护电阻，14-直流加热电源，15-第二保护电阻，16-50欧同轴电缆。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。如图1所示，本专利技术的一种射频补偿发射探针，包括发射探针头部1、第一扼流电感线圈2、第二扼流电感线圈3、27.12MHz射频滤波器4、13.56MHz射频滤波器5、转换电阻6、电压表7、第一电流表8、扫描电源9、滤波电容器10、数据采集器11、第二电流表12、第一保护电阻13、直流加热电源14、第二保护电阻15、50欧同轴电缆16，其中，直流加热电源14的正极连接第二保护电阻15的一端，第二保护电阻15的另一端连接第一扼流电感线圈2的第一端，发射探针头部1分别连接第一扼流电感线圈2的第二端和第二扼流电感线圈3的第一端，第二扼流电感线圈3的第二端连接第一保护电阻13的一端，第二电流表12连接第一保护电阻13的另一端和直流加热电源14的负极，以上连接均采用所述50欧同轴电缆16；扫描电源9的正极依次串联第一电流表8、转换电阻6、13.56MHz射频滤波器5、27.12MHz射频滤波器44后接入第二扼流电感线圈3的第二端，扫描电源9的负极依次串联滤波电容器10和大地；电压表7的一端电连接至所述转换电阻6与所述13.56MHz射频滤波器5之间，另一端接入大地；第一电流表8、第二电流表12和电压表7的记录数据通道都与数据采集器11连接。扼流电感线圈能够通低频、阻高频，使射频等离子体空间电位中的稳态分量通过，而对其高频分量产生阻隔作用。本专利技术中使用对称的第一扼流电感线圈和第二扼流电感线圈，能够对称补偿高频噪声分量，同时可以通过低频的稳定电位信号，阻挡高频电位的振荡信号。高频滤波器是由特定值的电容器、可调电容器、电感器组合而成，本专利技术中的13.56MHz射频滤波器和27.12MHz射频滤波器这两个特定值高频滤波器能够分别将13.56MHz和27.12MHz的高频分量进行滤波，可有效降低测试回路中高频噪声。滤波电容器是用来滤除交流噪声成分，使输出的直流信号更平滑。第一扼流电感线圈和第二扼流电感线圈、13.56MHz射频滤波器和27.12MHz射频滤波器以及滤波电容器的综合使用，能够有效降低电路中的高频噪声，使直流分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频补偿发射探针，其特征在于，包括发射探针头部、第一扼流电感线圈、第二扼流电感线圈、27.12MHz射频滤波器、13.56MHz射频滤波器、转换电阻、电压表、第一电流表、扫描电源、滤波电容器、数据采集器、第二电流表、第一保护电阻、直流加热电源、第二保护电阻、50欧同轴电缆，其中，/n所述直流加热电源的正极连接所述第二保护电阻的一端，所述第二保护电阻的另一端连接所述第一扼流电感线圈的第一端，所述发射探针头部分别连接所述第一扼流电感线圈的第二端和所述第二扼流电感线圈的第一端，所述第二扼流电感线圈的第二端连接所述第一保护电阻的一端，所述第二电流表连接所述第一保护电阻的另一端和所述直流加热电源的负极，以上连接均采用所述50欧同轴电缆；/n所述扫描电源的正极依次串联所述第一电流表、所述转换电阻、所述13.56MHz射频滤波器、所述27.12MHz射频滤波器后接入所述第二扼流电感线圈的第二端，所述扫描电源的负极依次串联所述滤波电容器和大地；/n所述电压表的一端连接至所述转换电阻与所述13.56MHz射频滤波器之间，另一端接入大地；/n所述第一电流表、所述第二电流表和所述电压表的记录数据通道都与所述数据采集器连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种射频补偿发射探针，其特征在于，包括发射探针头部、第一扼流电感线圈、第二扼流电感线圈、27.12MHz射频滤波器、13.56MHz射频滤波器、转换电阻、电压表、第一电流表、扫描电源、滤波电容器、数据采集器、第二电流表、第一保护电阻、直流加热电源、第二保护电阻、50欧同轴电缆，其中，
所述直流加热电源的正极连接所述第二保护电阻的一端，所述第二保护电阻的另一端连接所述第一扼流电感线圈的第一端，所述发射探针头部分别连接所述第一扼流电感线圈的第二端和所述第二扼流电感线圈的第一端，所述第二扼流电感线圈的第二端连接所述第一保护电阻的一端，所述第二电流表连接所述第一保护电阻的另一端和所述直流加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张尊，汤海滨，曹晋滨，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11