【技术实现步骤摘要】
本专利技术为基于ltd纳秒级可调前沿的标定源。
技术介绍
1、标定源：用作为测量系统时域响应和脉冲传播特性测量的脉冲发生器。简单说就是以电源产生的波形为标准，观测电压探头的响应波形是否和电源波形相符合。
2、现有脉冲发生器技术主流为两种：
3、1.marx发生器，采用并联充电、串联放电的方式进行电压叠加，基本原理如图1所示。在marx发生器输出高压脉冲的过程中，处于串联放电回路中的多组半导体器件的电位逐渐升高。随着输出电压幅值的提高，放电回路中堆叠的半导体器件增多，一方面对脉冲功率源的驱动隔离和抗电磁干扰能力提出了很高的要求，另一方面，放电回路阻抗增大会降低脉冲电压的前沿和驱动能力，而这限制了marx发生器在快前沿、高幅值脉冲电压场合中的应用。
4、2.直线型变压器驱动源(ltd)，磁感应叠加原理将电容器储存的能量进行叠加产生高功率脉冲，基本原理图如图2所示。ltd利用感应叠加原理实现高压脉冲的输出，原边侧多路并联不仅提升了脉冲功率源的驱动能力，还减小了放电回路电感，有利于提高输出脉冲电压的上升沿。磁芯的感应隔离作用确保每一级ltd模块的原边都处于地电位，解决了半导体器件驱动电路的电压隔离问题，方便模块叠加，提高电压等级。
5、市面上多种类型的脉冲发生器存在只能提供低幅值输出(v量级)、只能输出单极性波形、脉冲前沿较长(数百ns甚至μs量级)、波形参数无法调节等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是
2、本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是：
3、一种基于ltd纳秒级可调前沿的标定源，具有多级ltd模块，每级ltd模块具有四块pcb板，分别标记为1号pcb板、2号pcb板、3号pcb板和4号pcb板，多级ltd模块依次堆叠；每块pcb板均为双层板，在pcb板的顶层端面上均匀设置若干数量的放电回路，在pcb板的底层不设置放电回路，同一块pcb板上的多个放电回路相互并联设置；定义放电回路所在的层为顶层；每块pcb板的边缘均设置有一圈外圈铜孔，中心设置有一圈内圈铜孔，靠近放电回路位置的外圈铜孔设置为地网络，其余的外圈铜孔均是无网络，无网络通孔接上铜柱起支撑作用；内圈铜孔具有三对正负网络，三对正负网络沿圆周均匀分布，每对正负网络的正极铜孔和负极铜孔紧挨，在三对正负网络之间分别设置多个无网络的铜孔，无网络的铜孔之间的距离与正极铜孔和负极铜孔之间的距离相等，内部无网络的铜孔接上铜柱起支撑作用；
4、规定1号pcb板和3号pcb板为一组，2号pcb板和4号pcb板一组，一组pcb顶层向上，一组pcb顶层向下；1、2、3、4号pcb板的外部带网络的铜孔都是地网络，所有板对应的外部铜柱相互连接，使各个pcb板有电气连接；1、2、3、4号pcb板的铜孔命名相同，其中内圈通孔中：铜孔13、17、23表示为正网络，铜孔10、20、31为负网络，其余孔无网络；在每块pcb板的底层中部设置有铜连接件，铜连接件接负极网络铜孔10、20、31；
5、3号pcb板与1号pcb板不同之处只在于每对正负网络的铜孔位置相交换，但在3号pcb板上负网络铜孔仍用10、20、31表示，正网络铜孔仍用13、17、23表示，相对1号pcb板仅位置发生改变；
6、2号pcb板与1号pcb板不同的是，正负网络铜孔相对位置保持不变，但2号pcb板中内圈铜孔位置相对1号pcb板中内圈铜孔位置逆时针转动了两个铜孔，2号pcb板中外圈铜孔位置相对1号pcb板中外圈铜孔位置逆时针转动了一个铜孔；
7、4号pcb板与2号pcb板不同之处在于每对正负网络的铜孔位置相交换；
8、四块pcb板的连接方式有单极性连接方式和双极性连接方式，单极性即为正极性或负极性；正极性输出的正极性连接方式为：外圈铜孔直接连接，内部铜柱连接方式为1号pcb板的正极网络连接3号pcb板的负极网络，2号pcb板和4号pcb板闲置不连接；或者2号pcb板的正极网络连接4号pcb板的负极网络，1号pcb板和3号pcb板闲置不连接；正、负极性连接方式相同，只是输出点相反；
9、双极性连接方式为：1号pcb板的正极网络连接3号pcb板的负极网络，2号pcb板的正极网络连接4号pcb板的负极网络；两组的外铜柱直接相互连接，其余需用铜柱将无网络的铜孔连接起来，就这样组成双极性ltd。
10、所述多级ltd模块按照上述四块pcb板的结构进行级数叠加，重复上述操作，不同级之间也通过铜柱连接，且相邻级之间加装有磁芯。
11、所述放电回路包括依次连接的电容c、mosfet和驱动电路；通过改变放电回路间的组合方式实现ltd双极性结构和单极性结构间的转换；双极性为在单极性ltd拓扑结构的基础上增加一条放电回路，两条放电回路围绕同一个磁芯设置，且两个放电回路中连接同一负载端的电容极性不同；每个放电回路中的驱动电路控制mosfet同步导通。
12、将3号pcb板上下翻转组装，并在3号pcb板上加装磁芯，切换为单极性ltd，提高电压等级。
13、每块pcb板上设置有六个放电回路，六个放电回路的电容并联，在每一组的两块pcb板之间设置磁芯，且磁芯位于放电回路和内圈铜孔之间的区域内，设置两条1-2条引线来测试驱动电路是否能正常工作，再引出一条线，给放电回路的电容充电；每块pcb板上放电回路的数量为4-12个，根据所需要的脉宽宽度大小设置放电回路的数量。
14、所述标定源中的驱动电路为可调节导通时间的驱动电路，在驱动信号和mosfet的门极之间添加一个p型mosfet，p型mosfet用m表示，m串联电阻r2，并联电阻r1，形成串联回路，m的漏极连接稳压管z，利用驱动电压(ud)的高低控制m的导通与否，改变门极驱动电阻大小，对驱动电路中的ud参数进行调整，能实现对脉冲波形上升沿的调整。
15、当ud大于稳压管z的稳压值vz时但小于m的导通电压uon加稳压管z的稳压值vz时，慢速开通；当ud大于m的导通电压uon加z的稳压值vz时，快速开通；导通时间ton用公式(3)表示，
16、
17、其中，vdd为放电回路中电容c两端的电压，vds为mosfet导通时的源漏级电压，vpl为导通过程中mosfet的门极电压；vds为mosfet门极电压；ud为mosfet两端的电压即驱动电压。
18、电压幅值从0到最大幅值的80％为标定源的上升时间，正极性脉冲、负极性脉冲、双极性脉冲三种情况下的上升时间均在100ns以内可调。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术基于ltd实现了纳秒级可调前沿的电压源，创新性地在ltd的拓扑结构上实现可调前沿。将可调前沿的驱动电路原理应用在本申请的ltd结构中，两者结合实现了纳秒级可调前沿的电压源。本专利技术实现了产生高幅值、双极性并且前沿可调的纳秒级脉冲，能更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于LTD纳秒级可调前沿的标定源，其特征在于，具有多级LTD模块，每级LTD模块具有四块PCB板，分别标记为1号PCB板、2号PCB板、3号PCB板和4号PCB板，多级LTD模块依次堆叠；每块PCB板均为双层板，在PCB板的顶层端面上均匀设置若干数量的放电回路，在PCB板的底层不设置放电回路，同一块PCB板上的多个放电回路相互并联设置；定义放电回路所在的层为顶层；每块PCB板的边缘均设置有一圈外圈铜孔，中心设置有一圈内圈铜孔，靠近放电回路位置的外圈铜孔设置为地网络，其余的外圈铜孔均是无网络，无网络通孔接上铜柱起支撑作用；内圈铜孔具有三对正负网络，三对正负网络沿圆周均匀分布，每对正负网络的正极铜孔和负极铜孔紧挨，在三对正负网络之间分别设置多个无网络的铜孔，无网络的铜孔之间的距离与正极铜孔和负极铜孔之间的距离相等，内部无网络的铜孔接上铜柱起支撑作用；
2.根据权利要求1所述的标定源，其特征在于，所述多级LTD模块按照上述四块PCB板的结构进行级数叠加，重复上述操作，不同级之间也通过铜柱连接，且相邻级之间加装有磁芯。
3.根据权利要求1所述的标定源，其特
4.根据权利要求1所述的标定源，其特征在于，将3号PCB板上下翻转组装，并在3号PCB板上加装磁芯，切换为单极性LTD，提高电压等级。
5.根据权利要求1所述的标定源，其特征在于，每块PCB板上设置有六个放电回路，六个放电回路的电容并联，在每一组的两块PCB板之间设置磁芯，且磁芯位于放电回路和内圈铜孔之间的区域内，设置两条1-2条引线来测试驱动电路是否能正常工作，再引出一条线，给放电回路的电容充电；每块PCB板上放电回路的数量为4-12个，根据所需要的脉宽宽度大小设置放电回路的数量。
6.根据权利要求1所述的标定源，其特征在于，所述标定源中的驱动电路为可调节导通时间的驱动电路，在驱动信号和MOSFET的门极之间添加一个p型MOSFET，p型MOSFET用M表示，M串联电阻R2，并联电阻R1，形成串联回路，M的漏极连接稳压管Z，利用驱动电压(Ud)的高低控制M的导通与否，改变门极驱动电阻大小，对驱动电路中的Ud参数进行调整，能实现对脉冲波形上升沿的调整。
7.根据权利要求6所述的标定源，其特征在于，当Ud大于稳压管Z的稳压值Vz时但小于M的导通电压Uon加稳压管Z的稳压值Vz时，慢速开通；当Ud大于M的导通电压Uon加Z的稳压值Vz时，快速开通；导通时间Ton用公式(3)表示，
8.根据权利要求1所述的标定源，其特征在于，电压幅值从0到最大幅值的80％为标定源的上升时间，正极性脉冲、负极性脉冲、双极性脉冲三种情况下的上升时间均在100ns以内可调。
...【技术特征摘要】
1.一种基于ltd纳秒级可调前沿的标定源，其特征在于，具有多级ltd模块，每级ltd模块具有四块pcb板，分别标记为1号pcb板、2号pcb板、3号pcb板和4号pcb板，多级ltd模块依次堆叠；每块pcb板均为双层板，在pcb板的顶层端面上均匀设置若干数量的放电回路，在pcb板的底层不设置放电回路，同一块pcb板上的多个放电回路相互并联设置；定义放电回路所在的层为顶层；每块pcb板的边缘均设置有一圈外圈铜孔，中心设置有一圈内圈铜孔，靠近放电回路位置的外圈铜孔设置为地网络，其余的外圈铜孔均是无网络，无网络通孔接上铜柱起支撑作用；内圈铜孔具有三对正负网络，三对正负网络沿圆周均匀分布，每对正负网络的正极铜孔和负极铜孔紧挨，在三对正负网络之间分别设置多个无网络的铜孔，无网络的铜孔之间的距离与正极铜孔和负极铜孔之间的距离相等，内部无网络的铜孔接上铜柱起支撑作用；
2.根据权利要求1所述的标定源，其特征在于，所述多级ltd模块按照上述四块pcb板的结构进行级数叠加，重复上述操作，不同级之间也通过铜柱连接，且相邻级之间加装有磁芯。
3.根据权利要求1所述的标定源，其特征在于，所述放电回路包括依次连接的电容c、mosfet和驱动电路；通过改变放电回路间的组合方式实现ltd双极性结构和单极性结构间的转换；双极性为在单极性ltd拓扑结构的基础上增加一条放电回路，两条放电回路围绕同一个磁芯设置，且两个放电回路中连接同一负载端的电容极性不同；每个放电回路中的驱动电路控制mosfet同步导通。
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