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            EEPW首頁(yè) > 電源與新能源 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 太陽(yáng)磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡KD*P高壓脈沖電源設(shè)計(jì)

            太陽(yáng)磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡KD*P高壓脈沖電源設(shè)計(jì)

            作者: 時(shí)間:2013-04-24 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            2.1 邏輯判別與輸出控制繼電器電路
            主控計(jì)算機(jī)根據(jù)觀測(cè)波長(zhǎng)和觀測(cè)內(nèi)容確定控制信號(hào),通過(guò)數(shù)字I/O卡將組合邏輯信號(hào)發(fā)送給高壓調(diào)制系統(tǒng)。系統(tǒng)中通過(guò)可編程邏輯器件(GAL 16V8),根據(jù)輸入邏輯選擇工作繼電器的接通與斷開(kāi),實(shí)現(xiàn)觀測(cè)內(nèi)容和所需高壓的對(duì)應(yīng)。
            2.2 光耦隔離保護(hù)電路
            由于系統(tǒng)中存在1 000 V的高壓成分,為了對(duì)主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行保護(hù),邏輯控制側(cè)的TTL控制信號(hào)通過(guò)光耦控制現(xiàn)場(chǎng)側(cè)的,形成從邏輯側(cè)到現(xiàn)場(chǎng)側(cè)的不可“逆”電路,從而保護(hù)主控計(jì)算機(jī)及其他重要的觀測(cè)設(shè)備。
            2.3 數(shù)據(jù)采集與同步反轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)
            要實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)測(cè)量需要進(jìn)行積分計(jì)算,而且要保證左旋光和右旋光的分別進(jìn)行積分,然后才能根據(jù)Stokes公式計(jì)算獲得太陽(yáng)磁場(chǎng),通常情況下要實(shí)現(xiàn)10 G的測(cè)量精度,積分的數(shù)據(jù)幀數(shù)需要達(dá)到256幀以上。磁場(chǎng)計(jì)算公式經(jīng)簡(jiǎn)化后如下:
            Mag=K(I+-I-)/(I++I-) (1)
            式中:Mag為太陽(yáng)磁場(chǎng);K為望遠(yuǎn)鏡磁場(chǎng)測(cè)量的定標(biāo)系數(shù);I+和I-分別表示左旋光積分值和右旋光積分值。
            因此,要保證磁場(chǎng)測(cè)量精度就必須要要保證數(shù)據(jù)采集和高壓信號(hào)的同步。在該系統(tǒng)中,通過(guò)CCD自身提供的Strobe信號(hào)和數(shù)字I/O卡輸出的數(shù)據(jù)采集結(jié)束信號(hào)經(jīng)由74HC74進(jìn)行同步形成高壓的反轉(zhuǎn)同步信號(hào)。

            3 測(cè)試結(jié)果對(duì)比
            3.1 高壓脈沖波形指標(biāo)對(duì)比
            整個(gè)系統(tǒng)的要求指標(biāo)為:由于矩形波存在有一定的上升時(shí)間,這個(gè)上升時(shí)間一起的波形誤差經(jīng)過(guò)了KD*P調(diào)制器及濾光器作用,會(huì)引起出射光電流的畸變,這樣會(huì)影響測(cè)量視線速度的精度,以及干擾磁場(chǎng)信號(hào)。因此為了保證這個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量精度,要求矩形波上升與下降時(shí)間在74μs之內(nèi),也就是半波的上升下降時(shí)間在37 μs之內(nèi),這相當(dāng)于矩形波周期的1/100,對(duì)于電壓紋波,要求矩形波頂部不規(guī)則起伏小于幅度的1/200。原有高壓調(diào)制系統(tǒng)實(shí)測(cè)指標(biāo):矩形波的上升下降時(shí)間為10~12μs,僅為T(mén)/700新高壓調(diào)制系統(tǒng)實(shí)測(cè)指標(biāo),如圖1所示。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/175830.htm

            a.JPG


            圖1為示波器測(cè)量所得輸出1 000V高壓時(shí)的上升和下降沿,橫坐標(biāo)代表時(shí)間,每一個(gè)大格表示1μs;縱坐標(biāo)代表電壓幅值,一個(gè)大格代表500 V,圖中顯示的電壓幅值為1 000 V,即脈沖幅值為1 000 V時(shí)上升沿和下降沿的時(shí)間,都小于1μs。為了能夠更好地看出高壓波形的上升和下降所造成的時(shí)延,分別只抓取波形的上升沿和下降沿,比較其延遲時(shí)間,從圖中可以看出波形上升和下降沿總共的延遲小于2μs。
            圖2為示波器測(cè)量所得高壓波形的紋波,為了能夠清楚的顯示紋波大小,在示波器上對(duì)波形進(jìn)行放大,橫坐標(biāo)代表時(shí)間,其中每大格代表400 ns(每小格80 ns);縱坐標(biāo)代表電壓幅值,一個(gè)大格代表10 V(每小格2 V)。該圖表明系統(tǒng)輸出1 000 V的脈沖序列,上升沿開(kāi)始1.6μs之后,紋波小于2 V。

            b.JPG


            圖2可以看出除了上升沿之后的1.2μs內(nèi)有4 V左右的波動(dòng)之外(可能是系統(tǒng)中的電容效應(yīng)造成),1.6μs之后平穩(wěn)輸出階段的紋波幅值均小于2 V,即波動(dòng)小于總幅值的1/500。從上面的實(shí)際波形測(cè)量中我們看到:高壓波形的上升下降延遲時(shí)間總和小于2μs,常規(guī)觀測(cè)周期一般為20~30μs,即:延遲時(shí)間僅相當(dāng)于波形周期的1/1 500~1/1 000;電壓紋波,波形的不規(guī)則起伏小于2 V,即波動(dòng)小于高壓幅度的1/500。以上指標(biāo)可以看出,高壓波形精度滿足了系統(tǒng)的原始要求,在實(shí)際使用中也取得了良好的效果。



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