Высоковольтный формирователь пакетов импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

323860

ВоЮй Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М. Ч. Кл. Н 03k 7/02

Заявлено 07Л,1970 (№ 1435142/26-25) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Сввете Министров

СССР

УДК 621.382.2 (088.8) Опубликовано 10.Xl1.1971. Ьюллетень М 1 за 1972

Дата опубликования описания 28.11.1972

Авторы изобретения

В. Н. Лисин, А. Л. Федоров и И. А. Полещук, 1

I т

Заявитель

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПАКЕТОВ ИМПУЛЬСОВ (- воз= Up+11

Йзобретение относится к сильноточной электронике и может быть использовано для преобразования знакопеременного напряжения частотой 50 гт1 в пакеты униполярных импульсов частотой до десятков килогерц и амплитудой в десятки киловольт.

Известен высоковольтный формирователь пакетов импульсов, содер>кащий секционированный магпитопровод из тороидальных сердечников и автоэмиссионную ускорительную трубку.

Предложенный формирователь отличается тем, что изолирующая оболочка ускорительной трубки со стороны анодной диафрагмы вакуумноплотно соединена с металлическим стаканом.

На фиг. 1 показан предложенный высоковольтный формирователь пакетов импульсов.

Формирователь состоит из коаксиально располо>кенных тороидальных сердечников 1, несущих по одному обьемпому витку 2, и вторичного витка >, являющегося камерой торможения электронного пучка, сформированного встроенной автоэмиссионной ускорительной трубкой (УТ). УТ состоит из автокатода 4, анода 5 и стеклянной вакуумной оболочки 6, служащей изолятором. Торцовая часть 7 вторичного витка служит коллектором. Витки первичных обмоток импульсного трансформатора соединяются в параллель шинами 8 и возбуждаются прямоугольными импульсами от внешнего генератора переменного напряжения, присоединяемого последовательно с нагрузкой к клеммам 9.

Таким образом, формирователь пакетов импульсов состоит из автоэмиссионной УТ, спаренной с ци.пшдрической камерой торможения, являющейся вторичной обмоткой обращенного импульсного трансформатора (ИТ), 10 так что электронный узел выполнен в виде отпаянного вакуумного прибора, помещенного в цил|шдрическом отверстии секционированного тороидального сердечника.

Принцип действия устройства поясняется

15 фиг. 2.

Амплитуда положительного импульса возбуждения на аноде имеет величину где Up — напря>кение на входных зажимах

ИТ; Ж вЂ” число секций магпитопровода; т1— коэффициент использования схемы. Длительность импульса возбуждения т=0,05

0,5 яксек. Характер изменения напряжения возбуждения и обратного напряжения внешнего генератора вдоль оси прибора показан на фиг. 2,а.

В промежутке катод (К) — анод (А) напря30 жение возбуждения нарастает до величины

323860

3 UoNq. На участке анод — коллектор (Кол) напряжение 7/„, падает до величины ЛУ, определяемой падением напряжения в камере торможения пучка.

Спад напряжения U„»o носит ступенчатый характер, число ступенек равняется N, а величина перепада напряжения на ступени

Uâозв= Uoq. Обратное напряжение внешнего генератора целиком прикладывается к промежутку катод — анод ускорительной трубки, а на участке анод — коллектор практически остается постоянным. Напря>кение на зажимах генератора переменного напряжения U,. (фиг. 2,б) имеет период Т . Импульсы возбуждения (фиг. 2,в) имеют длительность т и период следования Т>, их форма близка к прямоугольной. На омической нагрузке (фиг. 2,в) формируются пакеты униполярных импульсов тока 1„, причем скважность пакетов может быть меньше 2.

Для эффективной работы предлагаемого формирователя необходимо выдерживать отношение частот внешнего генератора и напряжения возбуждения порядка F /F )50, где

Р1 — — 1/Ть а Р— 1/Т, Ориентировочно отношение Т1 x) 1000, и отношение 1/возо/ г) 1 обеспечиваются следующим образом.

В течение положительной полуволны напряжения U;, приложенного к промежутку катод — анод, автоэмиссионный ток невелик (порядка десятков миллиампер). Однако как только на напряжение U накладывается короткий импульс возбуждения УядЗд поле у поверхности автоэмиттера резко усиливается, и в промежутке катод — анод формируется интенсивный пучок электронов.

За анодной диафрагмой электронный пучок тормозится в равномерном поле до некоторого минимального потенциала ЛК При этом под действием увеличивающихся сил пространственного заряда увеличивается диаметр пучка.

5 Когда напряжение U, на входе УТ установится отрицательным и близким по амплитуде к положительным импульсам возбуждения, прибор полностью запирается. Если форма напря>кения близка к трапецеидальной, то

10 полное запирание прибора возможно сразу после перехода напряжения U, через нуль.

Частота следования импульсов в пакете определяется частотой F> напряжения возбуждения, а частота следования пакетов задается внешним генератором знакопеременного напряжения. Регулируя частоту и длительность импульсов напряжения возбуждения, можно изменять величину среднего тока в нагрузке l,ð (фиг, 2,г). Таким обра20 зом, высоковольтный формирователь пакетов импульсов имеет частотно-фазовую регулировочную характеристику.

Предмет изобретения

Высоковольтный формирователь пакетов импульсов, содержащий секционированный магнитопровод из тороидальных сердечников, на каждом из которых укреплено по одному

50 объемному витку, включенному в параллель с остальными, и встроенную автоэмиссионную ускорительную трубку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров и расширения диапазона рабочих напря35 жений, изолирующая оболочка ускорительной трубки со стороны анодной диафрагмы вакуумноплотно соединена с металлическим стаканом так, что электронный узел представляет собой отпаянный вакуумный прибор, располо40 женный соосно внутри колонны сердечников.