[发明专利]一种多路时序触发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多路时序触发器，特别涉及脉冲功率领域多模块脉冲电源系统的时序放电触发器。

背景技术

脉冲功率源是脉冲功率领域研究和发展的必备条件。脉冲功率技术的发展水平受限于脉冲功率源的发展水平。为了突破单一脉冲功率源输出能力的限制，多模块时序放电是有效的解决方法。由多模块组成的脉冲功率源需要按照要求对每个组成模块按照一定时序进行触发控制，通过对每个模块的单一输出进行串联或并联组合，得到满足要求的最终的输出波形。因此，高精度的多路时序触发控制器是影响脉冲功率源系统最终参数的关键仪器设备之一。多路时序触发器的研制成功，可用于电磁发射、地质勘探技术领域、采用级联方式实现波形发生器、多电平变频器等采用串、并联时序控制的触发系统中。

专利201210549544.4介绍了一种基于多路开关延时输出的液相脉冲放电系统，该专利通过时序脉冲发生器产生有一定时间间隔的触发脉冲串，并对三个触发脉冲进行光电隔离和放大后用于脉冲源中开关的触发，这一方式对于触发路数较少时适用，触发路数增加时，通常增加时序触发器性能以便输出具有不同延时的多路触发信号，对时序触发器的开发能力要求较高，同时，多路具有不同延时的触发信号采用单独的传输路径，路数多、距离远时系统成本高。

发明内容

本发明的目的是克服高性能多路时序触发器开发能力的限制，提出一种简单的多路、高精度、时序可调的触发器。本发明对开发能力要求低、开发周期短、系统硬件成本低，可用于脉冲功率源系统中多路模块电源的时序触发，也可用于其他需要多路高精度时序触发的仪器设备中。

本发明包括5个组成部分：放电触发器、A路LD激光光源分光器、B路光分束器、LD激光光源接收器和延时模块。放电触发器的输入接5V直流电源，放电触发器的输出接A路LD激光光源分光器，放电触发器的输入为电信号，输出为电信号。A路LD激光光源分光器将放电触发器输出的电信号分为A路光信号，A路光信号通过A路光纤分别接A个B路光分束器，光分束器输入为光信号，输出为光信号。A个B路光分束器共输出A×B个光信号，A×B路光信号接A×B个LD激光光源接收器，LD激光光接收器输入为光信号，输出为电信号。A×B个LD激光光源接收器输出接A×B个延时模块，A×B个延时模块的输出即是可具有A×B个不同延时的A×B路延时触发信号。A路LD激光光源分光器和B路光分束器的路数取决于LD激光光源分光器中激光光源的功率、光信号在LD激光光源分光器、光分束器中的衰耗，以及LD激光光源接收器接收功率的大小，分路的原则是激光光源经过分路和在传输过程中的损耗后，每路剩余的光功率能够大于LD激光光源接收功率的最小值即可。LD激光光源功率越大，所能分路越多，光信号在传输过程中衰耗越大，所能分的路数越少，LD激光光源接收器所需接收功率越大，所能分的路数越少。LD激光光源分光器和光分束器所分路数越多，每一路中光能量越少，降低了光信号的响应速度，即触发信号在整个光路上的延时会增加，以上需综合考虑。目前市场上较大的LD激光光源功率约为200mW，64路LD激光光源分光器技术也很成熟，LD激光光接收器的接收功率一般小于1mW，可根据具体选择的硬件损耗分配LD激光光源分光器和光分束器的路数。A、B的分配根据现场布线进行调整。

本发明的工作原理和工作过程如下：首先将本发明各个组成部分正确连接，A×B个时序配置到A×B个延时模块中。放电触发器是单一方波信号源，按下放电按钮，即可输出一个方波信号，该方波信号经过1个A路LD激光光源分光器、A个B路光分束器、A×B个LD激光光源接收器后，输出A×B个电信号，该A×B个电信号在认可系统时间误差的基础上被认为是同一时刻的电信号，分别输入A×B个延时模块。延时模块为上升沿触发方式，收到信号的上升沿后延时模块中的计时器开始计时，达到延时模块中配置好的延时时间即输出方波信号，从而使得系统输出A×B路具有不同延时的触发信号。

本发明触发器的时序误差主要取决于LD激光光源分光器、光分路器、LD激光光源接收器和延时模块的精度，有效控制LD激光光源分光器、光分路器、LD激光光源接收器和延时模块精度，即可控制整个触发器A×B路触发信号间的时间误差。

本发明的积极效果是：

1.放电触发信号由单一信号源发出，代表了触发基准时刻，即基准时刻是唯一的。本发明为按钮控制，每次按下放电触发器按钮开关，即可输出A×B路具有一定时序的电信号，时序通过延时模块可调。将放电触发器更换为其它可编程的控制电路后(输出5V TTL电平)，可实现多路时序信号可编程输出。