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脉冲发生器的波形参数校准方法
2019-04-08

1.引言

本文叙述的脉冲发生器是按国家标准 GB4943.1-2011《信息技术设备 安全第 1 部分:通用要求》(IEC60950-1:2005,MOD)中的 2.10.3.9 条款和 6.2.2.1条款要求制作的专用试验仪器设备,针对各类信息技术设备进行模拟通信网络中的闪电干扰和模拟配电系统中的瞬态电压,属电气安全试验仪器设备。


图 1 电路为该脉冲发生器的试验网络电路,该电路用来产生脉冲电压,所用元器件数值见表 1,电容器 C1 起始状态被充电压 Uc。产生脉冲波形有:

1)10/700μs(10μs 为视在波前时间,700μs 为视在半峰值时间);

2)1.2/50μs(1.2μs 为视为在波前时间,50μs 为视在半峰值时间)。

脉冲发生器的试验网络电路

元件值表


2.波形参数定义

1)波前时间 T1按国标 GB3482-1983《电子设备雷击试验方法》中 1.1.1.1 条款定义[2]:指电压为峰值 30%和 90%(图 2 中的 A、B 点)的时间间隔乘以 1.67。即:T1=1.67T。

脉冲波形示意图

2)半峰值时间 T2

按国标 GB3482-1983《电子设备雷击试验方法》中 1.1.1.3 条款定义:指由视在原点到电压下降到峰值 50%时的时间间隔,见图 2 的 T2。


3.波形参数校准

脉冲发生器产生瞬态高压脉冲波形信号,对其产生的脉冲波形,需校准的波形参数:脉冲电压 U、波前时间 T1、半峰值时间 T2。本文推荐一种校准方法:采用一台数字存储示波器和一个无源高压探头,对脉冲波形参数(脉冲电压 U、波前时间 T1、半峰值时间 T2)进行校准。选用测量校准仪器的技术性能要求如下;

测量校准仪器的要求


本文选用赛宝品牌 1950S 型脉冲发生器的脉冲波形参数进行校准,该仪器的脉冲波形参数如下:

1950S脉冲波形参数


操作方法:将无源高压探头(P6015A 型)插入 1950S 型脉冲发生器输出端,再用 BNC 端与数字存储示波器(TDS1012B 型)连接,见图 3 浪涌波形参数校准连接图。采用数字存储示波器捕捉浪涌波形,并通过调节示波器的功能键(扫描时间、垂直灵敏度等)显示最佳脉冲波形,从而读数脉冲波形参数(波前时间T1、半峰值时间 T2)。例如:校准波前时间 T1=10us,见图 4,校准半峰值时间T2=700us,见图 5。

1950S 型脉冲发生器脉冲波形参数校准连接图


1950S脉冲校准图


按上述同样方法来校准脉冲波形为 1.2/50us 参数。


校准脉冲电压 U 参数方法:按校准脉冲电压标准值,设置 1950S 型脉冲发生器的输出电压,采用数字存储示波器捕捉脉冲波形,并通过测量脉冲波形的峰值来校准浪涌电压参数。

提示:1)泰克 P6015A 型探头,其分压比为 1:1000,即存储示波器测量1V 峰值电压,相当于输出浪涌电压 1000V。2)1950S 型浪涌发生器的“监测”输出端分压比为 1:1000,只起波形监视作用,不能在此端口进行测量校准!