CS206830B1

CS206830B1 - Connexion of powerfull section of symmetrical high-voltage pulses generator

Info

Publication number: CS206830B1
Application number: CS306879A
Authority: CS
Inventors: Ivo Hanak; Jan Hrivnak
Original assignee: Ivo Hanak; Jan Hrivnak
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1981-07-31

Description

Vynález se týká zapojení výkonové části generátoru symetrických vysokonapěťových impulsů s.vy¹ sokou strmostí náběžné a sestupné hrany, s možností plynulého nastavení amplitudy a šířky impulsů a se symetrickou kapacitní zátěží na výstupu, i Zapojení generátoru je vhodné pro programované ovládání.The invention relates to a circuit power part of a high voltage pulse generator symmetrical s.vy ¹ Sokou slope leading and trailing edges, with the possibility of continuous adjustment of the amplitude and pulse width and are symmetric capacitive loads at the output of the generator is also suitable for programmed control.

Podobná známá zapojení generátoru tohoto druhu s nízkým opakovacím kmitočtem pracují obvykle na principu spínání umělého impulzního vedení do charakteristické zátěže. Pro delší impulsy obsahuje vedení větší počet článků, vrchol impulsů je zvlněný, náběžné a sestupné hrany impulsů nejsou dostatečně strmé. Zatěžovací kai pacitu je nutno zahrnout do parametrů vedení jako ! konstantu. Šířku impulsů lze měnit pouze diskrétně přepínáním jednotlivých článků impulsního vedení. Celkové provedení generátoru z hlediska jeho zapojení je technicky a ekonomicky náročné.Similar known low frequency repeater generator connections of this kind typically operate on the principle of switching an artificial pulse line into a characteristic load. For longer pulses, the line comprises a plurality of cells, the pulse peak is undulating, the leading and falling edges of the pulses are not steep enough. The load capacity must be included in the line parameters as! constant. The pulse width can only be changed discreetly by switching the individual pulse link cells. The overall design of the generator in terms of its connection is technically and economically demanding.

_ Základní zapojení generátoru impulsu vysokého napětí, se strmými náběžnými a sestupnýmihrahami, pracující na principu vybíjení impulsního vede-. ní se soustředěnými veličinami do charakteristické impedance, je zevrubně popsáno a jeho účinky analyzovány v knize Vladislava Bubeníka „Impulzová technika“. Autor této knihy se zabývá pod206830 robně výpočtem a konstrukcí umělého impulsního vedení na vysoké napětí._ Basic connection of the high voltage pulse generator, with steep up and down pulses, operating on the principle of pulse line discharge. with concentrated quantities into characteristic impedance, is described in detail and its effects analyzed in Vladislav Bubeník's book “Pulse Technology”. The author of this book deals with elaborately calculating and constructing an artificial high-voltage pulse line.

Thyratronový zdroj krátkých impulsů jedné polarity s nedefinovaným vrcholem impulsu je popsán v knize A. M. Boně — Brujeviče „Použití elektronek v experimentální fyzice“, SNTL — 1959; na str. 331 této knihy na obr. 298 je znázorněno zapojení, které dává krátké impulsy s amplitudou několika set voltů. V daném zapojení je užito jednoho thyratronu a paralelně k němu sady kondenzátoru C, které se nabijí ze zdroje s napětím vyšším než +1000 V přes odpor R.A thyratron source of short pulses of one polarity with an undefined pulse peak is described in A. M. Bona - Brujevich's book "The Use of Electron Tubes in Experimental Physics", SNTL - 1959; on page 331 of this book in Fig. 298 is shown a circuit that gives short pulses with an amplitude of several hundred volts. In this wiring, one thyratron and parallel capacitor sets C are used, which are charged from a source with a voltage higher than +1000 V through a resistor R.

¹ Mřížka thyratronu má záporné předpětí a kromě toho je na ni přiváděno harmonické napětí z pomocného zdroje nebo ze sítě, má-li být opakovači kmitočet impulsů roven 50 Hz. V okamžiku, kdy dosáhne mřížkový potenciál thyratronu dostatečné velikosti, vzplane v něm výboj a kondenzátor se vybijí přes thyratron. Jakmile se proud tekoucí thyratronem přeruší, thyratron zhasne a kondenzátor se začne znova nabíjet. Druhý impuls vybíjecího proudu se objeví, jakmile potenciál mřížky thyratronu znova dosáhne dostatečné velikosti. Krátké impulsy se odebírají z odporového děliče zapojeného v sérii s katodou thyratronu. Pro normální činnost^přístroje takto zapojeného se má v thyratroňu úplně dokončit proces deionizace dříve, než napětí na jeho anodě znova vzroste po průchodu proudového impulsu. Proto musí být nabíjecí čás kapacity C dostatečně veliký a potom je ovšem poměrně velký také čas potřebný pro nabití kapacity na dostatečně vysoké napětí. Tím je ovšem omezen kmitočet řídicího napětí a tedy také kmitočet vytvořených impulzů na hodnotu řádu set. Hz. Vyššího kmitočtu lze dosáhnout, jestliže se přivede na mřížku thyratroňu místo harmonického napětí periodický sled kladných impulsů. Další nevýhodou tohoto zapojení je skutečnost, že strmost náběhové hrany impulsů vznikajících ve thyratronovém obvodu je do značné míry určena rušivými veličinami respektive vlivy, které jsou obsaženy v paralelním obvodu k obvodu kondenzátoru s kapacitou C, zatímco strmost sestupné hrany impulsů je určena časovou konstantou, číselně rovnou součinu katodového odporu thyratronu a kapacity C. Kromě toho plochá část sestupné hrany impulsu, to znamená doznění impulsu, je tím kratší, čím vyšší je rychlost rozptylu prostorového náboje, vytvořeného kladnými ionty v thyratroňu. Deionizační doba je tím kratší, čím vyšší je kladný potenciál mřížky thyratroňu po přerušení výboje následkem poklesu anodového napětí. V daném obvodu je po přerušení výboje v thyratroňu na jeho mřížce poměrně velké kladné napětí, vytvářené řídicím napětím, a proto se doznění impulsu tj. plochá část sestupné hrany zkrátí. Šířku impulsů lze řídit kapacitou C. Tvar impulsů tj. vybuzených kmitů je podstatně odlišný od obdélníkových impulsů. Nelze vytvořit symetrické impulsy. ¹ The thyratron grid has a negative bias and is additionally supplied with harmonic voltage from the auxiliary power supply or from the mains if the pulse repetition frequency is 50 Hz. When the lattice potential of the thyratron reaches a sufficient size, the discharge ignites in it and the capacitor discharges through the thyratron. When the current flowing through the thyratron is interrupted, the thyratron goes out and the capacitor starts charging again. A second discharge current pulse occurs when the thyratron grid potential again reaches a sufficient magnitude. Short pulses are taken from a resistor divider connected in series with the thyratron cathode. For the normal operation of the apparatus so connected, the deionization process should be completely completed in the thyratron before the voltage at its anode rises again after the current pulse has passed. Therefore, the charging time of the capacitance C must be large enough and then, of course, the time required to charge the capacitance to a sufficiently high voltage is also relatively large. This, however, limits the frequency of the control voltage and thus also the frequency of the pulses generated to a value of the order of hundred. Hz. A higher frequency can be achieved if a periodic sequence of positive pulses is applied to the thyratron grid instead of the harmonic voltage. Another disadvantage of this circuit is the fact that the steepness of the leading edge of the pulses generated in the thyratron circuit is largely determined by disturbances or influences contained in the parallel circuit to the capacitor circuit with capacitance C, while the steepness of the falling edge of the pulses is determined by time In addition, the flat portion of the falling edge of the pulse, i.e. the decay of the pulse, is the shorter the higher the rate of scattering of the positive charge created in the thyratron by the positive ions. The deionization time is shorter, the higher the positive potential of the thyratron grid after the discharge interruption due to the anode voltage drop. In a given circuit, after a break in the thyratron discharge on its lattice, there is a relatively high positive voltage generated by the control voltage, and therefore the decay of the pulse, i.e. the flat part of the falling edge, is shortened. The pulse width can be controlled by the capacity C. The shape of the pulses, ie excited oscillations, is substantially different from the rectangular pulses. You cannot create symmetrical pulses.

Z dostupné literatury lze uvést dále knihu „Technika vysokého napětí“ sovětských autorů Akopjana, Butkeviče a kol., SNTL - 1956. V této knize je na str. 329 na obr. 302 znázorněno schéma zapojení měniče impulsů libovolného tvaru a polarity v kladný impuls se strmým čelem á s danou vrcholovou hodnotou. Zapojení je vytvořeno dvěma thyratrony El, E2 a dvěma kondenzátory C2, C3. Po vedení 1 se přivádí spouštěcí impuls u 1, libovolného tvaru. Na výstupním vedení 2 se objevují výstupní pulsy u 2, které mají‘velmi strmou náběhovou hranu tj. čelo impulsu s kladnou polaritou. Velikost u 2 výstupního pulsu je prakticky rovna hodnotě napětí U2 napájecího zdroje. Získané impulsy jsou vždy kladné, i když spouštěcí impuls u 1 je záporný. - Nelze vytvořit symetrické impulsy. - V téže knize je popsáno a znázorněno zjednodušené zapojení na str. 331 na obr. 304. - Ani toto zapojení nelze použít pro vytvoření symetrických impulsů.From the available literature we can also mention the book "High voltage technology" by Soviet authors Akopjana, Butkevich et al., SNTL - 1956. In this book, on page 329 in Fig. a steep forehead with a given peak value. The circuit is formed by two thyratrons E1, E2 and two capacitors C2, C3. After line 1, a trigger pulse is applied at 1, of any shape. On output line 2 there are output pulses at 2 which have a very steep leading edge, ie a pulse front with positive polarity. The magnitude of the 2 output pulse is practically equal to the power supply voltage U2. The pulses obtained are always positive, even if the trigger pulse u is negative. - Symmetric pulses cannot be generated. - In the same book, the simplified wiring is described and illustrated on page 331 in Fig. 304. - Even this wiring cannot be used to create symmetrical pulses.

V patentovém spise DT-PS 19 42 012 je popsán⁴vynález zapojení pro výrobu vysokonapěťových impulsů, s hodnotou napětí +1200 V. - Ani toto zapojení nedává možnost vytvoření symetrických napěťových impulsů. Je vytvořeno z řady v sérii zapojených tranzistorů typu NPN a z řady v sérii zapojených tranzistorů typu PNP, přičemž emitory tranzistorů typu NPN jsou spojeny přímo s kolektory následujících tranzistorů typu NPN a kolektory tranzistorů typu PNP jsou přímo spojeny, s emitory následujících tranzistorů typu PNP. Všechny tranzistory jsou zapojeny v základním zapojení báze. Kromě toho je použito dvou klopných obvodů a dvou zdrojů napájecích napětí +4 V a —4 V. — Účelem zapojení dle tohoto vynálezu je vytvoření napěťových impulsů o minimální šířce, maximální strmosti náběžné a sestupné hrany, přičemž lze dosáhnout amplitudy napětí +1200 V, kmitočtu 10 až 10⁺⁵ Hz, šířky impulsu 5 x 10^-6sekundy až 10^-1 sekundy, trvání náběžné hrany 1,2 x 10^-7 sekundy, trvání sestupné hrany 2 x 10~⁷ sekundy. - Toto zapojení při srovnání vykazuje řadu nevýhod. Především, nelze použít pro vytvoření symetrických napěťových impulsů,' za druhé velikost výstupního pulsního napětí jé prakticky omezena složitostí zapojení vlivem toho, že na jeden tranzistor v každém z obou řetězců typů PNP a NPN lze připustit jen určitou hodnotu napětí a proto s rostoucí výší žádaného pulsního napětí roste úměrně počet použitých tranzistorů, odporů a kondenzátorů, za třetí s rostoucím žádaným pulsním napětím vlivem rostoucí složitosti stoupá poruchovost zapojení, za čtvrté je zapojení závislé na speciálním typu klopných obvodů zahraniční výroby a za páté je realizace zapojení podstatně nákladnější.DT-PS 19 42 012 discloses a ⁴ invention of a circuit for producing high voltage pulses with a voltage value of +1200 V. This circuit does not give the possibility of creating symmetrical voltage pulses either. It is made up of a series of connected NPN transistors and a series of connected PNP transistors, with the emitters of the NPN transistors connected directly to the collectors of the following NPN transistors and the collectors of the PNP transistors directly connected to the emitters of the following PNP transistors. All transistors are wired in the base wiring. In addition, two flip-flops and two + 4V and -4V power supplies are used. - The purpose of the circuitry of the present invention is to produce voltage pulses of minimum width, maximum steepness of the leading and descending edges, and a voltage amplitude of +1200V can be achieved. frequency 10 to 10 ^{+ 5} Hz, pulse widths 5 x 10 ^-6 seconds to 10 ^-1 seconds, leading edge duration 1.2 x 10 ^-7 seconds, falling edge duration 2 x 10 ~ ⁷ seconds. - This connection has a number of disadvantages when compared. First of all, it cannot be used to create symmetrical voltage pulses. Secondly, the magnitude of the output pulse voltage is virtually limited by the complexity of the wiring due to the fact that only one voltage value can be allowed per transistor in each PNP and NPN. The number of used transistors, resistors and capacitors is increasing in proportion to the pulse voltage. Thirdly, with increasing demand pulse voltage due to increasing complexity, the failure rate of the connection increases, fourthly the connection depends on a special type of flip-flops.

Podstatou vynálezu je zapojení výkonové části generátoru symetrických vysokonapěťových impulsů s vysokou strmostí náběžné a sestupné hrany,;It is an object of the present invention to provide a power portion of a symmetrical high-voltage pulse generator with a high steepness of the leading and descending edges;

_: s možností plynulého nastavení amplitudy a šířky iimpulsů a se symetrickou kapacitní zátěží na Ivýstupu. Podle vynálezu kladná svorka prvního zdroje anodového napětí U_A a záporná svorka druhého zdroje anodového napětí U_B jsou spojeny; spolu a se zemicísvorkou. Záporná svorka prvního zdroje anodového napětí U_A je přes první odpor připojena ke kladné svorce prvního zdroje předpě-; tí Upi a zároveň ke katodě tyratronu, jehož mřížka je připojena k záporné svorce prvního zdroje; předpětí U_pl a zároveň k první svorce pro přivodí prvních spouštěcích impulsů S_p a jehož anoda je· přes druhý, anodový odpor a přes třetí odpor spojena s kladnou svorkou druhého zdroje anodo-; vého napětí U_B. Katoda prvního tyratronu je přes' první kondenzátor a přes čtvrtý, anodový odpor' připojena k anodě druhého tyratronu, jehož katoda je přes druhý kondenzátor připojena ke společnému vývodu druhého odporu a třetího odporu. Mřížka druhého tyratronu je připojena jednak ke; druhé svorce pro přívod druhých spouštěcích, impulsů S₂, jednak ke záporné svorce druhého; zdroje předpětí Ú_p2, jehož kladná svorka je připojena ke katodě druhého tyratronu. Společný vývod prvního kondenzátoru a čtvrtého odporu je připojen ku první výstupní svorce, k níž je zároveň' připojena katoda první diody, první vývod třetího kondenzátoru a první vývod pátého odporu. Katoda druhého tyratronu je připojena ke druhé výstupní svorce, k níž je zároveň připojena anoda, druhé diody, první vývod čtvrtého kondenzátoru a první vývod šestého odporu. Zemicí svorka je spojena s anodou první diody, s katodou druhé diody a se spolu spojenými druhými vývody třetího kondenzátoru, čtvrtého kondenzátoru, pátého odporu a šestého odporu. _: with the possibility of continuous adjustment of the amplitude and width of the pulses and with symmetrical capacitive load on the I output. According to the invention, the positive terminal of the first anode voltage source U _A and the negative terminal of the second anode voltage source _B are connected; together with the earth terminal. The negative terminal of the first anode voltage source U _A is connected to the positive terminal of the first bias voltage source through the first resistor; at the same time to a cathode of tyratron, the grid of which is connected to the negative terminal of the first source; bias U _pl and at the same time to the first terminal for supplying the first trigger pulses S _p and whose anode is connected to the positive terminal of the second anode source via a second, anode resistor and a third resistor; voltage U _B. The cathode of the first thyratron is connected through the first capacitor and through the fourth anode resistor to the anode of the second thyratron, the cathode of which is connected via the second capacitor to the common terminal of the second resistor and the third resistor. The second tyratron grid is attached to the; a second terminal for supplying second trigger pulses S ₂ to the negative terminal of the other; a biasing source Ú _p2 , the positive terminal of which is connected to the cathode of the second tyratron. The common terminal of the first capacitor and the fourth resistor are connected to a first output terminal to which the cathode of the first diode, the first terminal of the third capacitor, and the first terminal of the fifth resistor are also connected. The cathode of the second tyratron is connected to a second output terminal to which the anode, the second diodes, the first terminal of the fourth capacitor, and the first terminal of the sixth resistor are also connected. The ground terminal is coupled to the anode of the first diode, the cathode of the second diode, and the second terminals of the third capacitor, fourth capacitor, fifth resistor, and sixth resistor connected together.

Výkonovou část generátoru podle vynálezu lze ovládat dálkově, programově, a to amplitudu výstupních impulsů řízením velikosti napětí zdrojů anodových napětí U_A, U_B; kromě toho lze dálkově a podle programu ovládat frekvenci spouštěcích pulsů a jejich délku, která je ovšem závislá na : anodové ztrátě tyratronů. Je nutné, aby prodlevy mezi spouštěcími pulzy byly delší než zotavovací doba tyratronů.The power part of the generator according to the invention can be controlled remotely, programmatically, by the amplitude of the output pulses by controlling the voltage level of the anode voltage sources U _A , U _B ; in addition, the frequency and duration of the trigger pulses can be controlled remotely and according to the program, but this is dependent on: the anode loss of the tyratrons. The delay between the trigger pulses must be longer than the recovery time of the tyratrons.

j Konstrukčně je výkonová část generátoru jednodušší, než srovnatelné konstrukce, jak však nutno uvažovat a důsledně respektovat vlastnosti a nevýhody tyratronů jako takových; to znamená, že je zapotřebí udržovat odpovídající pracovní teplotu prostředí tyratronů, je nutno provádět správně jejich náběh a dodržovat dovolený pracovní režim.By design, the power section of the generator is simpler than comparable designs, but it is necessary to consider and consistently respect the characteristics and disadvantages of the tyratrons as such; this means that it is necessary to maintain an adequate operating temperature of the tyratron environment, to start up correctly and to observe the permissible operating mode.

ij Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je ' zanedbatelné zvlnění ve srovnání se zvlněním při zapojení, které užívá umělého vedení, neboť při zapojení podle vynálezu je účelem kondenzátorů ; zapojených paralelně k první a druhé diodě kom- ; penzovat vliv kapacity zátěže definované konden- ; zátory, zapojenými paralelně k zatěžovacím od- j pórům. I i ; Při realizaci výkonové části generátoru symetrických vysokonapěťových impulsů se docílilo těchto technických, charakteristických parametrů: :The main advantage of the circuit according to the invention is the negligible ripple compared to the circuit ripple which uses the artificial line, since the purpose of the capacitors is the circuit in the circuit according to the invention; connected in parallel to the first and second diodes; compensate the effect of load capacity defined by the condensation; These are connected in parallel to the load resistors. I i; During the realization of the power part of the symmetrical high-voltage pulse generator, the following technical characteristics were achieved:

amplituda výstupních impulsů plynule nastavitelná v rozmezí ±50 V až ±1500 V, šířka těchto :amplitude of output pulses continuously adjustable in range of ± 50 V to ± 1500 V, width of the following:

výstupních impulsů plynule nastavitelná v rozmezí 1 až 10 mikrosekund, náběžná hrana impulsu na kapacitní zátěží 100 pF je kratší než 100 nanosekund.the output pulses are infinitely adjustable in the range of 1 to 10 microseconds, the rising edge of the pulse on a capacitive load of 100 pF is less than 100 nanoseconds.

j Podstata vynálezu je dále vysvětlena pomocí připojených výkresů, na nichž je znázorněno: na óbr. 1 — základní zapojení výkonové části gejnerátoru symetrických vysokonapěťových impulsů, na obr. 2 — průběhy napětí, tj. spouštěcích impulsů a výstupních symetrických impulsů.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is further explained by the accompanying drawings, in which: FIG. 1 - basic connection of the power part of the generator of symmetrical high-voltage pulses, in Fig. 2 - voltage waveforms, ie trigger pulses and output symmetric pulses.

í Na obr. 1 jsou spojeny spolu a se zemí kladná švorka prvního zdroje 1 anodového napětí U_Aa záporná svorka druhého zdroje 2 anodového napětí U_B. Záporná svorka prvního zdroje 1 je přes první odpor 3 připojena ke kladné svorce prvního Zdroje 5 předpětí U_pl a zároveň ke katodě prvního tyratronů 6, jehož mřížka je připojena ku záporné svorce prvního zdroje 5 předpětí a zároveň k první svorce 13 pro přívod prvních spouštěcích impulsů Sj a jehož anoda je přes druhý, anodový odpor a přes třetí odpor 4 spojena s kladnou svorkou druhého zdroje 2 anodového napětí U_B. Katoda prvního tyratronů 6 je přes první kondenzátor a přes čtvrtý anodový odpor 12 připojena k anodě druhého tyratronů 11, jehož katoda je přes druhý : kondenzátor 9 připojena ke spolu spojeným vývodům druhého odporu 7 a třetího odporu 4. Mřížka druhého tyratronů 11 je připojena jednak ke druhé svorce 14 pro přívod druhých spouštěcích impulsů S₂, jednak k záporné svorce druhého zdroje 10 předpětí U_p2, jehož kladná svorka je připojena ke katodě druhého tyratronů 11. Společný vývod prvního kondenzátoru 8 čtvrtého odporu 12 je připojen k první výstupní svorce 21, k níž je zároveň připojena katoda první diody 15, první vývod třetího kondenzátoru 17 a první vývod pátého odporu 19. Katoda druhého tyratronů 11 je , připojena ke druhé výstupní svorce 22, k níž je i zároveň připojena anoda druhé diody 16, první vývod čtvrtého kondenzátoru 18 a první vývod šestého odporu 20. Zemní svorka 23 je spojena s anodou první diody 15, s katodou druhé diody 16 a se spolu spojenými druhými vývody třetího kondenzátoru 17, čtvrtého kondenzátoru 18, pátého odporu 19 a šestého odporu 20. Mezi první výstupní svorku 21 a zemici svorku 23 je zapojen sedmý odpor 25 a paralelně s ním pátý kondenzátor 27. Mezi druhou výstupní svorku 22 a zemici svorku 23 je zapojen osmý odpor 24 a paralelně s ním šestý kondenzátor 26. Čárkovaně naznačené odpory 28, 29 jsou tlumicí odpory, zapojené do serie se zátěží, kterou představují odpory 24, 25 a kondenzátory 26, 27.In Fig. 1, the positive terminal of the first anode voltage source 1 _A and the negative terminal of the second anode voltage source 2 _B are connected together and to the ground. The negative terminal of the first source 1 is connected via the first resistor 3 to the positive terminal of the first source 5 bias U _pl and at the same time to the cathode of the first thyratrons 6 whose grid is connected to the negative terminal of the first source 5 bias 5 and simultaneously to the first terminal 13 Sj and whose anode is connected via second anode resistor via a third resistor 4 is connected to the positive terminal of the second supply voltage U 2 of the anode _B. The cathode of the first thyratrons 6 is connected via the first capacitor and through the fourth anode resistor 12 to the anode of the second thyratrons 11, the cathode of which is through the second: the capacitor 9 connected to the connected terminals of the second resistor 7 and the third resistor 4. a second terminal 14 for supplying the second gating pulses S _2, first, the negative terminal of the second bias voltage source 10 U _p2, whose positive terminal is connected to the cathode of a thyratron second terminal 11. the joint of the capacitor 8 of the fourth resistor 12 is connected to the first output terminal 21, to the cathode of the second thyratrons 11 is connected to the second output terminal 22, to which the anode of the second diode 16 is also connected, the first terminal of the fourth capacitor 18 and the first terminal of the sixth resistor 20. The ground terminal 23 is connected to the anode of the first diode 15, the cathode of the second diode 16, and the second terminals of the third capacitor 17, the fourth capacitor 18, the fifth resistor 19 and the sixth resistor 20 connected together. A seventh resistor 25 is connected in parallel a fifth capacitor 27 is connected between the second output terminal 22 and the ground terminal 23, and a sixth capacitor 26 is connected in parallel thereto. The resistors 28, 29 indicated by dotted lines are damping resistors connected in series with the load resistors 24, 25. and capacitors 26, 27.

Na obr. 2 jsou v horní části naznačeny průběhy ' Spouštěcích impulsů S_t a S₂. Průběh 30 znázorňuje jeden spouštěcí impuls S_t a průběh 31 znázorňuje jeden spouštěcí impuls S₂. V tomtéž časovém intervalu jsou v dolní části obr. 2 naznačeny : průběhy výstupních impulsních napětí. Průběh 32 znázorňuje kladné anodové impulsní napětí + Uimp, průběh 33 znázorňuje záporné anodové impulsní napětí — Uimp. V okamžiku, kdy dostoupí vrcholu spouštěcí impuls S_v jak patrno z průběhu 30, vzniká strmý náběh kladného a záporného výstupního anodového impulsního napětí + Uimp a — Uimp, jak patrno z průběhů 32 a 33. Ukončení těchto impulsů nastává v okamžiku, kdy dostoupí vrcholu spouštěcí impuls S₂, jak patrno z průběhu 31, a kdy vzniká strmá sestupná krana obou impulsů napětí + Uimp a - Uimp. Činnost výkonové části zapojené podle obr. 1 lze stručně popsat takto: první kondenzátor 8 se nabíjí přes první odpor 3 a přes první diodu 15 na napětí prvního zdroje 1 vysokého napětí U_A. Současně se nabíjí druhý kondenzátor 9 přes třetí odpor 4 a přes druhou diodu 16 na napětí druhého zdroje 2 vysokého napětí +U_B. Oba kondenzátory 8, 9 jsou tedy y klidové poloze nabity na napětí sice stejné velikosti, ale opačné polarity vůči zemi. Spínače, realizované dvěma tyratrony 6 a 11, jsou v nepropustném stavu vlivem toho, že jejich mřížky mají předpětí — U_pJ a — U_p2 ze zdrojů 5 a 10. Na výstupních svorkách 21, 22 se objeví pouze malé napětí, jež vzniká úbytkem napětí na diodách 15, 16 při nabíjení kondenzátorů 8, 9. Spouštěcí impuls S_p přivedený na mřížku prvního tyratronů .· 6, způsobí jeho zapálení a část náboje ná kondenzátorech 8, 9 se převede na kondenzátory 17, 27 a 18, 26. Diody 15, 16 jsou nyní polarizoványIn Fig. 2, the waveforms of the trigger pulses S _t and S ₂ are indicated in the upper part. The waveform 30 shows one trigger pulse S _t and the waveform 31 shows one trigger pulse S ₂ . In the same time interval, the waveforms of the output pulse voltages are indicated in the lower part of Fig. 2. Waveform 32 shows the positive anode pulse voltage + Uimp, waveform 33 shows the negative anode pulse voltage - Uimp. At the moment when the trigger pulse S _v reaches the peak _, as seen from 30, a steep rise of the positive and negative output anode pulse voltage + Uimp and - Uimp, as seen from waveforms 32 and 33, occurs. trigger pulse S ₂ , as can be seen from waveform 31, and when a steep downward edge of both voltage pulses + Uimp and - Uimp arises. The operation of the power section connected to FIG. 1 can be briefly described as follows: the first capacitor 8 is charged through the first resistor 3 and through the first diode 15 to the voltage of the first high voltage source _1A . At the same time charging the second capacitor 9 via a third resistor 4 and through the second diode 16 to second voltage source 2 of high voltage + U _B. Thus, both capacitors 8, 9 are charged to the rest position to a voltage of the same magnitude but of opposite polarity to ground. The switches realized by the two tyratrons 6 and 11 are in a leak-proof state due to their lattices having a bias - U _pJ and - U _p2 from sources 5 and 10. Only small voltages appear at the output terminals 21, 22 due to voltage drop The trigger pulse S _p applied to the grid of the first thyratrons · 6 causes it to ignite and a portion of the charge charged to the capacitors 8, 9 is converted to capacitors 17, 27 and 18, 26. Diodes 15 , 16 are now polarized

206830 ( I v nepropustném směru. Ňa výstupu se objeví [ dvojice symetrických impulsů + Uinip a — Uimp. _L Hodnoty těchto impulsů vyplývají z výrazů:206830 (Even in impermeable direction. On the output appears [pair of symmetric pulses + Uinip and - Uimp. _L The values of these pulses result from the expressions:

-T .....c, .;+ Uimp = U_A c₁₊(_Cj+č přičemž C₃ + C₅ « Ci, - Uimp = U_B; přičemž C₄ + Ce « C2-T ..... c,. + Uimp = U _A c ₁₊ ( _C j + č where C ₃ + C ₅ Ci Ci, - Uimp = U _B ; where C ₄ + Ce C2 C2

Uimp - U_{B C2 + C4 + C(}.Uimp - U _{C2 + C4 + C (} .

i Hodnoty Cý až C₆ jsou kapacity kondenzátorů i a sice: ·' kondenzátor 8 má kapacitu C_v kondenzátor 9 má I kapacitu U₂, i '' i kondenzátor 17 má kapacitu C₃, kondenzátor 18 i má kapacitu C₄, ···';' ’ kondenzátor 27 má kapacitu C₅ a kondenzátor 26 1 má kapacitu C₆.The values of C y to C ₆ are capacitances of capacitors 1 and although: capacitor 8 has capacitance C _v capacitor 9 has capacitance U ₂ , capacitor 17 has capacitance C ₃ , capacitor 18 i has capacitance C ₄ , ';' The capacitor 27 has a capacitance C ₅ and the capacitor 26 1 has a capacitance C ₆ .

Za předpokladu, že ύχ — C₂, C₃ = C₄, C_s — C₆a U_A = U_B, je amplituda obou výstupních | impulsů stejná. Úasové konstanty τ_χ a τ₂ musí být i vzhledem JcJdélce impulsu dostatečně velké, aby : exponenciální pokles vrcholu impulzu byl zanedbatelný. Hodnoty obou časových konstant jsou určeny výrazy: _______ _ _________; (C₃ + C₅) . Ra- RsAssuming that ύχ - C ₂ , C ₃ = C ₄ , C _s - C ₆ and U _A = U _B , the amplitude of both output | impulses the same. The time constants τ _χ and τ ₂ , even with respect to the pulse length, must be sufficiently large that: the exponential drop of the pulse peak is negligible. The values of both time constants are determined by the expressions: _______ _ ________ _; (C ₃ + C _5). Ra- Rs

L R₃ + r_s (C₄ + Ce) R₄ . ReLR ₃ + _R _(C4-Ce) R _4th Re

R4 + Ró '·, přičemž hodnoty Ř₃, Ř₄, Ř₅, Ř₆ jsou hodnoty odporů 19, 20, 7, 12. Ukončení impulsu nastane i zapálením tyratronu 11 impulsem S₂. Zároveň; dojde — pokud je tyratron 6 ještě vodivý — k vybití všech kondenzátorů. Další nabíjení kondenzátorů:R 4 + R 6 ', where the values of Ø ₃ , Ø ₄ , Ø ₅ , Ø ₆ are the values of resistances 19, 20, 7, 12. The impulse termination also occurs when the tyratron 11 is ignited by the impulse S ₂ . At the same time; if the tyratron 6 is still conductive, all capacitors will discharge. Additional charge capacitors:

₍ 8,9 nastane po ukončení deionizační doby tyratro- : ₍ 8.9 occurs after the end of the deionization time tyratro-:

I nů. Odpory 25, 24, omezují proud tyratronových ; spínačů na dovolenou hodnotu a zároveň tlumí ! parazitní oscilace.; 1 j N astavení amplitudy výstupních impulsů sé proi vádí současnou změnou napětí U_A a U_B zdrojů 1,2.;: Požadovaná délka impulsů je dána vzájemným posunutím spouštěcích impulsů Šj, S₂ a je plynule měnitelná. Vysoká strmost náběžné a sestupné hrany impulsů je dosažena tím, že v okamžiku sepnutí je vnitřní odpor generátoru řádově jednot-: ky ohmů; prakticky je určen tlumicími odpory 24, 25, zatímco během trvání impulsů je vnitřní odpor · generátoru veliký, je dán velikostí svodových odporů 19, 25 a 20, 24. Přibližně má hodnotu 2x1 megohm. ·· · ^! Využití vynálezu přichází v úvahu při konstrukcí i zdroje vysokonapěťových impulsů všeobecně v ob- ; lasti pulsní techniky, přičemž aplikace vynálezu je j zvláště výhodná přisymetrické kapacitní zátěži.I nů. Resistors 25, 24 limit the thyratron current; switches to holiday value while damping! parasitic oscillations .; 1 j N ettings amplitude of the output pulses is Proi wadi simultaneously varying the voltage U _A and U _B Source 1.2.;: The required pulse length is determined by the relative displacement of the trigger pulses S j, S _2, and is infinitely variable. The high steepness of the rising and falling edges of the pulses is achieved by the fact that at the moment of switching the internal resistance of the generator is of the order of one ohm; it is practically determined by damping resistors 24, 25, while the internal resistance of the generator is large during the pulse duration, given by the magnitude of the leakage resistors 19, 25 and 20, 24. It is approximately 2x1 megohm. ·· · ^! The use of the invention is contemplated in the construction of high voltage pulse sources in general; pulse techniques, the application of the invention being particularly advantageous with a prismatic capacitive load.

zdroje impulsů v důsledku celkově koncepce zapojení, -jemuž nevadí kapacitní zátěži, na rozdíl od.: ; jiných srovnatelných zapojení zdrojů vysokonapěi ťových impulsů. Zapojeni podle vynálezu dává ; různé možnosti modifikací, podle potřeby a účelu,: : podle nároků ná amplitudu impulsů, na jejich ; frekvenci a na jejich čistotu. Za tím účelem lze také na výstup vložit tlumicí odpory 28,29 s nepatrnou ohmickou hodnotou a tak odstranit parazitní oscilace, jež mohou jinak snadno vzniknout.pulse sources as a result of the overall wiring concept, - which does not matter the capacitive load, unlike:; other comparable connections of high-voltage pulse sources. The circuitry of the invention gives; various modification possibilities, according to need and purpose: according to the claims, the amplitude of the pulses on them; frequency and purity. For this purpose, damping resistors 28, 29 with a low ohmic value can also be outputted, thus eliminating parasitic oscillations that can otherwise easily occur.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Γ Connection of power parts of the high voltage pulsation generator with high slope of the rising and falling edge, with the possibility of continuous adjustment of pulse amplitude and width and with symmetrical capacitive load at the output, suitable for! programmed remote control, characterized in that the positive terminal of the first anode voltage source (1) U _A and the negative terminal of the second anode voltage source (2) U _B are connected together with the ground terminal (23), the negative terminal of the first source (1) : the anode voltage U _A is through the first resistor (3)

And I connected to the positive terminal of the first source (5) The bias voltage U _pl, while the cathode thyratron first (6) whose grid is connected to the negative terminal and! of the first source (5) of bias U _pl and at the same time to the first I terminal (13) for supplying the first trigger pulses, Si and whose anode is connected via the second, anode resistor (7) and through the third resistor (4) 2) the anode voltage U _B and the first cathode thyratrons (6) via a first capacitor (8) i through fourth anode resistor (12) connected) to the anode of the second tyratronu- (11) whose cathode is j ¹ via a second capacitor ( 9) připojenaTče common terminal of the second resistor (7) and the third resistance and (4), while the grating second thyratrons (11) also connected both to a second terminal (14) for supplying ^{* 1} 'of the second trigger pulses S _2, first, to the negative terminal a second source (10) of prestressing of _p2, which [positive terminal is connected to the cathode of the second i thyratrons (11), the common terminal of the first capacitor 1 (8) and the fourth resistor (12) is Un- ii only to the first output terminal ( 21) a cathode of a first diode (15), a first terminal 11 of a third capacitor (17), and a first terminal of a fifth; ^; a resistor (19), the cathode of the second tyratron (11) is: connected to a second output terminal (22) to which the anode of the second diode (16) is connected, the first terminal of the fourth capacitor (18) and the first terminal; and the earth terminal (23) is connected to the anode of the first diode (15), the cathode of the second diode (16), and the second terminals of the third capacitor (17), the fourth capacitor (18), connected together. the fifth resistor (19) and the sixth resistor (20). ________._______---- 2 drawings