Marx发生器开关击穿特性研究

Marx发生器在产生快前沿和高电压脉冲的过程中,气体开关的击穿特性起到了至关重要的作用。本文首先介绍Marx发生器及其气体开关的概念和工作原理;然后根据理论基础,采用氮气进行气体绝缘,研究1.5mm、2.5mm和3.0mm气隙间距的气体开关在0~3.0Bar气压条件下的击穿电压以及3.0mm气隙间距的气体开关在0~5.0Bar气压条件下的击穿电压;研究2mm、2.5mm和3.0mm气隙间距的气体开关在0~3.0Bar气压条件下的脉冲输出前沿。通过对比不同击穿条件下的击穿电压和输出电压前沿的实验数据,结果表明在同等气隙间距条件下开关击穿电压随气压变化基本呈线性关系;当气压越大时脉冲输出前沿越陡,在1.6Bar左右时脉冲输出前沿趋于稳定。     

同轴结构快Marx发生器设计及实验

设计了一种紧凑型同轴结构快前沿Marx发生器,该发生器采用3.3 nF陶瓷电容器作为储能电容,用螺旋形空芯电感作为充电电感,通过各级气体火花开关迅速放电在负载上产生电压脉冲。为使整个Marx发生器结构紧凑,将电容器、气体开关、充电及隔离电感设计为同轴一体化结构,并放置在一个密封的金属圆筒内,通过充氮气和六氟化硫的混合气体来绝缘。采用理论及电路模拟的方法,分析了开关导通状态、分布电容、回路电感等因素对输出波形的影响。Marx发生器的基本运行参数为：十二级Marx发生器在负载50 Ω时输出电压150 kV,开路电压达240 kV,负载输出波形脉冲宽度25 ns,上升时间约10 ns,脉冲功率源能量为7.9 J。     

纳秒级电磁脉冲发生器的研制与相关寄生参数研究

为研究瞬态电磁脉冲故障注入对集成电路芯片的影响及其故障机理,基于Marx发生器原理和MOSFET开关特性,研制了一个全固态纳秒级电磁脉冲发生器.基于提出的HSPICE软件仿真等效模型,分析了发生器电路主要寄生参数对MOSFET开关特性的影响,并建立了相应的数学模型,为电磁脉冲发生器的研制提供了设计指南.实验结果表明:建立的数学模型精度为96.7%;基于二级Marx电路的电磁脉冲发生器可产生幅值可调（0~100 V）、脉宽可变（200~2 070 ns）、最快下降沿为32 ns的脉冲信号;在电磁探头下方5 mm处的测试线圈上可测得1 600 mV的感应电动势,并可利用该感应电动势来对芯片引入故障.     

基于双电容的Marx 发生器输出特性仿真分析

Marx 发生器的电路包含众多的电容和开关等元件,这些元件的数值,比如电容器容值,开关的击穿时刻等,受 制造工艺、物理特性等因素制约,不可能完全相同,通常是以一定的规律分布在一个取值区间。一般的Marx 发生器用作 升压设备,对它做仿真分析时,往往对各元件采用理想化的均等赋值,或仅进行整体等效分析,这样均无法获知因元件 取值差异对Marx 发生器本身输出稳定造成的具体影响,尤其当Marx 发生器直接驱动负载的时候。本文对一种特殊的20 级Marx 发生器,考虑其中主要的元件取值差异,运用Monte Carlo 方法进行仿真分析,得到了相应的结果。结果显示, 这种Marx 发生器,对电容、开关的数值偏差具有很强的容忍度。     

基于Marx发生器的紧凑型宽谱辐射源

采用Marx发生器作为脉冲功率源,用螺旋天线作为辐射系统,设计了一种紧凑型宽实验结果为:辐射场中心频率为171 MHz,2 m处最大辐射场为10.5 kV/m。谱辐射源,用于宽带天线技术研究。充电系统采用24 V锂电池逆变倍压产生几十kV的交流高压,给脉冲功率系统供电。10级Marx发生器设计为同轴结构,最大输出电压200 kV,整个Marx发生器尺寸为ф150 mm×550 mm。Marx发生器产生的脉冲经过辐射系统,最后通过螺旋天线辐射出去。     

基于Marx发生器的快速Q开关驱动电路设计

针对电光Q开关要求速度快的特点,提出基于Marx发生器的高压快速调Q驱动电路的设计方法。利用高压模块产生一级高压为并联电容充电,采用变压器隔离驱动8路MOS管。当触发信号引入时,功率MOS管导通使电容串联同时放电,从而电压倍增获得快速的高压脉冲。实验结果表明:通过该方法获得了上升沿12 ns,幅值3 000~4 000 V数字可调的高压脉冲波形。相比于传统脉冲变压器法的波形,上升时间减小了近35 ns。此调Q电路已应用于激光二极管（LD）泵浦的固体Nd:YAG激光器中,且长期稳定工作。     

Theoretical considerations for optimal positioning of peakingcapacitor arms about a Marx generator parallel to a ground plane

The authors develop theoretical considerations useful in determining the electromagnetically optimal positions for a specified number of peaking-capacitor arms about a Marx generator parallel to a ground plane. It is shown that this can be determined by a conformal transformation. A parameter is defined and computed that is indicative of the effectiveness of the peaking-capacitor arms in shielding the Marx from the ground plane. The results of interest in connection with determining the hardness of systems to a nuclear electromagnetic pulse environment     

一种高稳定度片内时钟发生器的研究与设计

本文提出了一种高稳定度片内时钟发生器电路的设计方法.该电路由差动比较器、精确电流产生电路、充放电电路及其控制电路组成.用精确控制的电流对片上电容进行充放电,从而得到了高稳定度的精确时钟信号.电路设计基于CSMC公司的0.5（mCMOS混合信号模型,仿真结果表明,25（C时的输出频率为443kHz,改变环境温度-40~85（C,其频率稳定度为（25ppm/（C.该电路可以在（-（A/D转换器等电路中替代昂贵的温度补偿晶体振荡器（TCXO）作为系统的时钟源.     

An analysis of the operation and stability of the constant-velocity MHD hall generator

The constant-velocity Hall-type MHD generator with segmented transverse electrode is analyzed numerically to determine the steady-state operating characteristics and the stability with respect to axially propagating magnetoacoustic waves under a constant-current constraint. The electrical conductivity and Hall parameter are represented as functions of temperature and pressure. The variations of steady-state parameters are displayed graphically and terminal characteristics are presented. Phase velocity and amplitude data for the magnetoacoustic waves are presented in terms of steady-state parameters under a short wavelength approximation. Three wave modes are predicted, two which damp and one which grows. For initially subsonic conditions, the two damped waves propagate downstream and the amplified one propagates upstream, which may cause choking. For initially supersonic flow the three waves all travel downstream.     

对一类过滤生成器的攻击

为了对过滤生成器实施攻击,提出一种求解概率方程组的算法,此算法利用系数矩阵的逆矩阵选取概率方程组的解;然后分析一类支撑集具有特殊结构的过滤函数,得到一条间断序列,再结合求解概率方程组的算法对过滤生成器实施攻击.分析结论可知,得到的攻击方法具有较好的灵活性和可行性.     

L频段高稳梳状谱电路设计与实现

利用阶跃恢复二极管的强非线性特点,设计了一个输入信号频率100 MHz、输出信号频率0.9～ 1.4 GHz的梳状谱电路,经开关滤波器电路处理后可以实现6个单频点输出.梳状谱电路经优化设计和调试,以较低的驱动功率实现了模块高稳定输出.在-55℃～+85℃工作温度范围内、输入信号功率0～+3 dBm条件下,梳状谱电路驱动功率为20 dBm左右,测试模块输出信号功率变化小于1.5 dB,附加相位噪声劣化小于1 dB.     

Signal generator based on a chaotic circuit

This paper is about a signal generator based on Chua’s circuit. It is able to generate chaotic and sinusoidal signals. It can generate other types of waveforms as well. These results are seen in the experiment carried out on the signal generator. Simple hardware like operational amplifiers along with passive components such as resistors and capacitors are used to make the signal generator.