新型高压脉冲体声波延迟线的设计

该文通过对换能器和延迟介质的优化设计,实现了一种新型高压脉冲体声波延迟线的研制。相比传统的声波延迟线,设计的延迟线具有高脉冲耐压性能,耐压高达2 kV;同时,其延迟线插损小,输出功率较大（瞬态可达2 W）,可充当新型无源功率MOS管驱动器,无需额外能量供给。试验表明设计的延迟线在大电流放电干扰情况下具有高延迟稳定性。     

固体雪崩管快脉冲源的研制

固体雪崩管被触发工作在雪崩或二次击穿瞬间时能输出很大的脉冲峰值电流,且触发晃动和上升时间都很小,因此广泛用于制作重复频率低而脉冲功率高的快脉冲源。近几年研制了几种用于纳秒同步机的单管源,应用于产生较宽快沿方波,并且研制出微分波的多管串并联源,应用于纳秒高压产生器中触发氢闸管的多管串联源。     

全脉冲延迟

通常的延迟电路是将脉冲的上升沿或下降沿延迟一段时间,而输出脉冲的宽度仅由延迟电路本身决定,与输入脉宽无关.但是在某些应用场合,要求对脉冲的前后沿进行相等的延迟,使输出和输入的脉宽仍然保持相等.这种将脉冲"整个地"往后推迟的线路称为"全脉冲延迟器"或"前后沿等延迟线路".图1、图2、图3所给出的线路有一个共同的特点,就是只有当输入脉宽大于所设定的延迟时间时,线路     

声光调Q DPL衍射效率延迟速率对脉冲特性的影响

对于大增益声光调Q的二极管端面泵浦固体激光器,衍射效率延迟速率对输出脉冲特性的影响不再像小增益系统那样可以忽略不计。主要讨论了衍射效率延迟速率对输出脉冲的建立时间以及脉冲形状的影响。首先根据实验测得的衍射效率延迟速率情况对输出脉冲的特性进行了模拟,然后模拟了常数衍射效率延迟速率变化对输出脉冲的特性的影响。实验结果表明,在一定范围内增大衍射延迟速率可以缩短脉冲建立时间,缩短脉冲宽度,增加峰值功率。因此,可以根据实际应用的需要选取符合要求的衍射延迟速率。     

基于光电信号控制触发的四路高压脉冲源

给出了一种基于光电信号来作为四路高压脉冲源触发控制的设计原理和方法,采用光电信号作为前级控制触发脉冲,驱动后级高压半导体开关器件（IGBT）输出高压脉冲信号。设计了一台脉冲幅度为500 V~1 k V、脉冲宽度大于500 ns、脉冲前沿小于25 ns以及各通道之间输出的高压脉冲信号分散性小于10 ns的四路高压脉冲源。通过实验结果验证了所采用的设计原理及方法的可行性,给出了单次触发情况下四路高压脉冲输出的实验结果。     

水下激光成像距离选通同步控制电路设计

在水下激光成像系统中,由于复杂的水下环境对激光传输的影响较大,为了更加有效地实现距离选通功能,该同步控制电路的设计选用高性能的Altera Stratix III系列的FPGA.电路分为距离延迟和门延迟2个模块,创新地将激光测距思想加入距离延迟模块中,解决距离延迟时间较难精确获取的问题,并且在考虑各种延迟的情况下输出精确的选通脉冲.仿真结果表明,距离延迟时间和ICCD门延迟时间可精确到2ns,误差最大为1ns.     

电磁脉冲模拟器快前沿高压脉冲源设计

为给强电磁脉冲模拟器提供快前沿高电压能量以形成符合标准的强电磁脉冲环境,文章开展了对模拟器核心部件——700 kV高压双指数脉冲源的设计工作。基于Marx发生器和一级峰化技术,将脉冲压缩形成快前沿高压脉冲对天线负载放电,输出波形上升前沿小于2.5 ns,半高宽大于23 ns。通过电路仿真对比不同元件参数对脉冲源输出波形的影响,确定主要部件的参数设计目标后开展了高压脉冲源的设计和研制。详细介绍了脉冲源主要部件Marx发生器和峰化电路的设计过程、参数预估和测量情况,给出了脉冲源产生的双指数电压波形。试验结果表明,该快前沿高压脉冲源的输出波形满足设计指标,可以通过双锥天线在较大区域形成脉冲电场,用于强电磁脉冲环境模拟装置。     

高准确度可程控延迟快前沿外触发脉冲信号源的设计

针对传统设计的快前沿延迟脉冲信号源存在延迟时间调整范围小的主要缺陷，提出了一种基于特殊专用集成电路和计算机控制技术为核心的设计方法，实现了快前沿脉冲延迟时间可根据用户需要在0～250ns和0～999μs范围内任意设置的目标。     

利用高速GaAs光电导开关实现腔倒空激光脉冲输出

腔倒空技术是一种有效产生大能量、短脉冲激光输出的调Q技术,其产生的Q开关激光脉冲的宽度主要由谐振腔腔长决定。大孔径半绝缘GaAs光电导开关(PCSS)是一种可耐高压的光控开关,具有响应速度快、时间抖动小、耐压高、暗电阻大、导通电阻小等特点,将其直接作为控制腔倒空激光器的光反馈回路和高电压开关,在腔长为20 cm的氙灯抽运Nd∶YAG电光调Q激光器上实现了激光波长1064 nm、单脉冲能量15 mJ、脉冲半峰全宽(FWHM)为1.7 ns的腔倒空激光脉冲稳定输出,脉冲宽度峰峰值抖动优于7%,能量峰峰值抖动优于3%。     

一种新型50 MW全固态高压纳秒脉冲源设计

介绍一种输出功率50 MW的新型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计,提出了一种高压纳秒脉冲源线路功率合成设计实现新方法,并用实验证实了该方法的有效性和可行性,实现了全固态、高重频、高压、纳秒脉冲源的高功率输出,满足了实际应用需求.解决了输出功率50 MW全固态纳秒脉冲源设计实现方法、多个高压纳秒脉冲源的高精度同步(小于50 ps)、高稳定全固态高压纳秒脉冲源单源模块设计、系统设计的电磁兼容等关键技术问题.采用该线路功率合成新方法设计的高压纳秒脉冲源将为先进高性能小型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计提供基础技术支撑.     

用于超短激光脉冲技术的高精度数字同步机的研究

数字同步机是用来解决超短激光脉冲输出大晃动问题的一种高精度宽延时范围的数字同步系统.对于不同的延时时间,以巧妙地运用数字延时和模拟延时相结合的方法,满足不同延时时间的实验要求,保证了各延时段临界点的延时精度.数字同步机实现一路标准时钟脉冲输出,四路延时脉冲输出,输出脉冲的晃动值≤500ps,很好地满足了实验要求.     

纳秒半导体激光器的时间抖动和触发同步特性

纳秒半导体激光器（LD）的时间抖动和多个LD并联触发的时间同步性是各类超快光电过程及应用中的重要参数。研究了纳秒脉冲LD（包括LD触发电路）的时间抖动特性以及2个LD的触发同步性。结果表明:纳秒LD（包括LD触发电路）的时间抖动与其驱动电路的驱动电压有关,均在亚纳秒量级范围。单只纳秒LD的时间抖动为72 ps,当1个LD驱动电路同时触发2个并联的纳秒LD时,每个纳秒LD的时间抖动增至约200 ps,2个并联纳秒LD的触发时间同步性近300 ps。     

A stable programming pulse generator for single power supply flashmemories

A stable programming pulse generator has been developed for single power supply, high-speed programming, and low-power flash memories. The newly developed delay circuit operates by amplifying the difference between the reference voltage and the capacitor voltage raised by the charging current which is proportional to the reference voltage. Linearity between the capacitor voltage swing and the driving current enables us to make the delay circuit supply voltage-, temperature-, and process-tolerant. Thus, the proposed delay circuit stably controls a programming pulse width through all operational ranges of supply voltage and temperature. The output frequency of the newly developed oscillator is inversely proportional to the supply voltage. This oscillator stably drives charge pump circuits which generate high programming voltages on chip since dependence of charge pump characteristics on frequency and supply voltage can be cancelled. As a result, the programming pulse generator including the delay circuit and the oscillator has reduced the total programming time under the slowest condition, i.e., high temperature and low voltage condition, by 30% and the power consumption under the fastest condition, i.e., low temperature and high voltage condition, by 20%, for a 3.3 V-only flash memory     

一种快速离化波开关及其在高压脉冲源中的应用

讨论了一种先进的基于快速离化波组件漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的开关特性、工作原理及其在高压纳秒脉冲源中的应用.提出一种新方法解决了传统高压纳秒脉冲源设计难以突破的高功率、高重复频率工作问题,实现了高压纳秒源的全固态、高重频、高压、高可靠、长寿命工作.     

纳秒脉冲半导体激光驱动器的研究

为了获得高功率、高重复频率的纳秒级光脉冲,介绍了一种基于Marx bank脉冲发生原理的纳秒脉冲激光驱动器的设计,以及设计过程中雪崩晶体管的选取.该驱动器采用一级小雪崩管对触发脉冲进行陡化,由小雪崩管产生的脉冲对Marx bank电路进行触发,以获得大电流窄脉冲,用于驱动半导体激光器.设计所得驱动器的峰值电流为12.5A、半峰全宽为1.51ns、重复频率为100kHz,实现了大幅度纳秒脉冲半导体激光驱动器的设计要求.结果表明,对触发脉冲的陡化,可以降低后一级Marx bank电路的雪崩电压,同时使得脉宽更窄,这将更加有利于驱动半导体激光器.     

面向电荷泵的占空比可调四相时钟发生电路北大核心

针对传统四相时钟发生电路产生的时钟波形信号易发生交叠、驱动电荷泵易发生漏电等问题，提出了一种占空比可调四相时钟发生电路。电路在每两相可能出现交叠的时钟信号之间都增加了延时单元模块，通过控制延时时间对输出时钟信号的占空比进行调节，避免了时钟相位的交叠。对延时单元进行了改进，在外接偏置电压条件下，实现了延时可控。基于55 nm CMOS工艺的仿真结果表明，在10～50 MHz时钟输入频率范围内，该四相时钟发生电路可以稳定输出四相不交叠时钟信号，并能在1.2 V电压下驱动十级电荷泵高效泵入11.2 V。流片测试结果表明，该四相时钟发生电路能够产生不相交叠的四相时钟波形，时钟输出相位满足电荷泵驱动需求。     

A PVT aware differential delay circuit and its performance variation due to power supply noise

Delay circuits are one of the key components in time domain blocks such as pulse width modulator. This work describes the working of a differential delay circuit under process, voltage and temperature. The proposed design is also coupled to a typical power delivery network (PDN) and a central processing unit (CPU) core ramping current from 0 A to 10–40A in 10 ns Simulated in a 90-nm CMOS technology and power supply voltage (Vdd) of 1.1 V, the post-layout delay was noted to be 227 ps During this time, differential signals at the input are switching at 1GHz while the rise, fall times are about 0.1ns The power thus dissipated corresponds to 235 μW. But, delay changes by about 0.4–0.9 ps at every process corner while temperature increases by 1^OC. The corresponding variation for 1mV drop in power supply voltage is 0.1–0.4ps In addition to that, a change in temperature enables the average power to fluctuate between 192.8 and 264μW, whereas, 0.6μW for 1mV drop in power supply voltage. The study of 500 runs Monte-Carlo analysis for a NN process indicates an almost identical behavior with the no skew data in post-layout. The rms jitter is within 0.01–0.3ps while the delay per mV change in power supply is 0.21 ps/mV. But a sudden current drawn by the CPU causes the voltage V_P close to the die to oscillate. This enables the delay to vary than those obtained with zero power supply noise. The sudden current also introduces jitter in the output swing. The jitter so induced varies linearly with the AC first droop.     

低抖动准分子激光放大器光源的研究

为了获得低抖动的准分子激光放大器光源,设计了一种以氢闸流管作为高压开关的低抖动准分子激光放大器系统。利用抖动小于4 ns的闸流管触发电路来触发导通氢闸流管,从外部触发信号到准分子光信号之间有一定的延时时间。研究了以氢闸流管作为高压开关的准分子激光放电回路,外部控制信号发生电路产生外部充电信号和出光信号,转换电路将外部充电信号和出光信号转换成固定脉宽的光信号,在实现低抖动出光前,准分子激光放大器系统热平衡过程中会有一定的出光延时漂移现象。讨论了激光运行重复率、激光运行电压和气体状态在热平衡过程中对稳定延迟时间大小的影响。实验表明,在相同运行电压下,稳定延迟时间随着激光运行重复频率的提高而增大;运行电压越高,稳定延迟时间上升的幅度越大。气体恶化后,光脉冲稳定延迟时间变小。激光运行电压和重复频率越高,延时漂移时间越大。在温漂一定时间后,准分子激光放大器内部系统达到热平衡,以外部触发信号为基准,准分子光脉冲信号实现在5、10、15 Hz重复频率下的5 ns内低抖动出光。