[发明专利]一种脉宽、幅值及脉内斜率可调的快速大电流脉冲激励电路

说明书

本发明提供了一种脉宽、幅值及脉内斜率可调的快速大功率脉冲电流的产生方法和电路装置，适用于负载接地的具有大功率、快速上升沿、脉冲内斜率可调等特点的电流脉冲输出场合。本发明电路装置包括直流电源、脉冲产生装置、快速上升沿驱动电路、斜率调整电路、脉冲电流输出电路，最终产生一个脉宽、幅值和脉内电流斜率可调且具有快速上升沿的大电流脉冲，满足IMPATT二极管振荡装置中对激励脉冲的要求。

技术领域

本发明涉及脉冲激励技术领域，尤其涉及一种脉宽、幅值及脉内斜率可调的快速大功率的脉冲电流产生方法和电路装置。

背景技术

随着元器件及工艺水平的突破和进展，基于IMPATT(Impact Avalanche andTransit Time碰撞雪崩渡越时间)二极管的毫米波功率收发装置发展十分迅速，在雷达、通信和精确制导等多种系统中广泛应用。其中，IMPATT二极管脉冲振荡器是关键装置之一，它的性能好坏直接影响整个系统的性能。作为负载的IMPATT二极管对激励的电流脉冲要求很高：自身接地的前提下，要求脉冲上升沿小于10ns，同时脉冲宽度在100±50ns范围内可调，同时需要具备足够的电流驱动能力(大于10A)且电流幅值可调，如果驱动能力不够，可能使器件无法进入正常的雪崩工作区，另外要求脉冲宽度内脉冲电流斜率可调，能使其产生的电流效应与热效应造成的影响相互抵消，从而减小IMPATT二极管脉冲振荡器的脉内频率起伏。因此，IMPATT二极管脉冲振荡器可靠工作需要脉冲激励电路产生一种脉宽、幅值及脉内斜率可调的快速大功率脉冲电流。

目前，产生快速大电流脉冲一般可采用雪崩晶体管，利用其雪崩效应，能输出很大的脉冲峰值电流，且上升沿很小，但输出的电流脉冲持续时间较短，脉冲宽度很窄(仅为几ns)，且电流幅值、脉冲宽度不可控，为了避免上述不足，需要选择可靠性高且易于控制的场效应管作为脉冲激励电路的开关器件，但是目前大多数大功率P型场效应管开通时间远大于10ns。另外，对于脉内电流斜率调整，大多数情况下采用运放等反馈控制方式实现，但在仅为100ns左右的时间范围内对脉冲进行反馈控制，要求反馈系统具有极高的带宽，因此反馈控制几乎不可能完成。目前情况下，现有的脉冲电流产生装置无法同时满足脉冲边沿小于10ns，脉冲宽度在100±50ns范围内可调，脉冲幅度大于10A且幅值可调，以及在脉冲宽度内电流斜率可调等四个方面的要求。

因此为满足实际需求，本发明提供了一种脉宽、幅值及脉内斜率可调的快速大功率脉冲电流的产生方法和电路装置。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术无法同时满足上述要求的问题，本发明提供了一种脉宽、幅值及脉内斜率可调的快速大功率脉冲电流的产生方法和电路装置，特别是解决了大电流脉冲上升沿较慢的问题，同时实现了窄脉冲内电流斜率调整的功能。

技术方案

一种脉宽、幅值及脉内斜率可调的快速大功率脉冲电流激励电路，其特征在于包括直流电源、触发脉冲产生装置、快速上升沿驱动电路、斜率调整电路和脉冲电流输出电路；直流电源给快速上升沿驱动电路、斜率调整电路和脉冲电流输出电路供电；触发脉冲产生装置产生脉冲宽度和重复频率可调的触发脉冲输出到快速上升沿驱动电路；快速上升沿驱动电路产生驱动脉冲到斜率调整电路进行斜率调整，驱动脉冲经过斜率调整后输出到脉冲电流输出电路，脉冲电流输出电路输出激励脉冲电流到负载。