Добрый день!

Нам сделали модулятор для магнетрона, готовлю его к производству. На опытном образце он выдаёт импульсы 50 нс 10 кВ в нагрузку до 10 А.
В нём стоит транс без заливки и пропитки, мы же хотим заливать и пропитывать, но боимся, что увеличится ёмкость и 50 нс нам из него уже не выжать.

Хотелось бы иметь возможность смотреть выход на осциллографе, чтобы видеть форму импульса.

Нашёлся вот такой диф. пробник Pintek DF-20K:
* Диапазон частот: 20 МГц
* Погрешность: 3%
* Входное напряжение 20 кВ (АС+DC)
* Пиковое входное напряжение 20 кВ (АС+DC)
* Аттенюатор: коэффициент ослабления - 300 / 600 / 1500 / 3000
* Входной импеданс 118 МОм/1,2 пФ.
* Выходное сопротивление: 50 Ом
* Макс. напряжение выхода: 7 В
* Время нарастания: 17.5 нс. в режимах (х600 / 1500 / 3000), 35 нс в режиме(х300)

Полоса так себе, но по соотношению цена/характеристики вроде бы лучший вариант. Аналогичные от Tektronix и Agilent идут уже за сотню.

Кто-нибудь работал с диф. пробниками на таком напряжении? Стоит ли оно того?

Заранее спасибо!

Спросите у того, кто сделал этот модулятор, можно ли заливать и пропитывать, и если да, то чем и как. Пускаться в какие-либо самостоятельные исследования до получения ответа на этот вопрос нет никакого смысла ...

Они его сделали в герметичном корпусе как опытный вариант, а подготовка к производству - дело уже наше. Моё начальство настаивает на открытом исполнении и пропитке-заливке, как в импортных РЛС.

Это не бином Ньютона, исследований там - намотать да пропитать, вопрос только в том, как измерить уход параметров на в/в стороне.

Почему Вы хотите контролировать только напряжение? Можно наблюдать токи на низкоомном осциллографе. Токовая петля и витая пара подавять помеху до 90 дБ. Для указанной длительности импульса достаточно витка воздушного трансформатора. Делитель напряжения и желание контролировать напряжение связано с инерцией мышления и отсутствием практики работы в этой области.

Контроль тока в этом модуляторе сделан как раз через токовый трансформатор и его выход откалиброван на 1В/1А, так что здесь проблем быть не должно.


Всё так, опыта нет, инерция - есть.
Понятно, что длительность можно посмотреть по датчику тока, а напряжение - через резистивный делитель, затянув импульс, но чем принципиально плох вариант с в/в диф. пробником и осциллографом, коли развязка позволяет?
Логично, что нужны нетрадиционные (с т.з. обычной электроники) методы, когда речь идёт о больших напряжениях и токах, здесь-то ничего сверхестественного вроде бы.

Повесте по выходу 10-20 резисторов на 20 Мом, а в нижнем плече 10кОм и меряйте на нем обычным осциллографом. Только не забывайте о земляном проводе по питанию осциллографа.

R=20*20 000 000=400 000 000 Ом
С=0.000 000 000 003 Ф (минимально)
R*C=0.0012 Сек
Импульс длительностью 50 нс Вы не увидите.

Так R=20 МОм =10*2 000 000
(20*10^6)*(3*10^-12)=60*10^-6 сек.

Но всеравно много, тогда отдельная обмотка на 1 виток и смотреть на ней.

Мы без всяких проблем смотрели такие вещи с емкостным делителем, в верхнем плече несколько пФ, коэффициент 1:100 или 1000 очень удобен. Если нужна постоянная составляющая - можно сделать емкостно-резистывный делитель, постоянная времени каждого звена должна быть одинаковой, емкости намного больше паразитных. Конденсаторы нужны быстрые - например, в нижнем плече NP0/CG0/МП0, в верхнем неплохи наши КВИ-1. Можно в верхнем и что-то конструктивное.

Спасибо за ответы.

Как я понимаю, принципиальных противников использования диф. пробника (всё равно его собирались купить для работы с частотниками) вроде бы и нет?

Измерял подобное используя осциллограф с7-19.
У него нет входного усилителя, что дает возможность использовать емкостной делитель - где одним плечом является собственная емкость щупа, а вторым плечом является емкость отклоняющей системы элт.

В качестве кабелей - обычный коаксиал наподобие rg213, наносекундные импульсы в 10кв спокойно держит.
Щуп представляет из себя частично срезанный участок экрана на кабеле.

Регистрация картинки (если импульс единичный) - любой цифровой фотоаппарат на "бесконечной" выдержке + тубус к элт.

Можно использовать современные цифровые 1+ггц осциллографы с диф.делителем. Но, ошибка в постановке эксперимента обходится очень дорого. "Выносит" и щуп, и осциллограф. Причем иногда бывает что наводка приходит со стороны электросети, к примеру.

Если нет задачи регистрации напряжения - токовый датчик, проволочная петелька продетая под экраном выходного коаксильного кабеля.

Когда-то в ПТЭ попадался рисунок или четреж емкостно- резистивного делителя, когда емкость была конструктивно оформелна вокруг высоковольтного резистора КЭВ. Может кто найдетэтот журнал и сосканит? На постоянке работал делитель на базе КЭВ, а на ВЧ- емкостной. А т.к конденсатор был расперделенной цепью для резистивного слоя, то паразитных резонансов и выбросов на АЧХ не возникало до очень высоких частот.

Спасибо за подробные ответы.

Коллеги, вот только я не совсем понял, зачем заниматься такими тонкими ухищрениями, требующими экзотики ума и техники (увы, я не располагаю ни первым ни вторым), тем более рискуя дорогими приборами, если можно вполне культурно справиться обычным 50-100 МГц-овым цифровым осциллографом и диф. пробником из первого сообщения?

Потому что пробник этот выдерживает только 6КВ относительно земли. А при испытании импульсного модулятора на 10 КВ это совсем не гарантировано. Еще бывает derate по допустимому напряжению при крутых фронтах.

Я хотел использовать разделительный трансформатор и не подключать PE в осциллографе. Модулятор питается +24 В от изолированного AC-DC, а можно и вовсе его от АКБ запитать.

Просто я очень поверхностно разбираюсь в емкостных делителях и воздушных трансформаторах, поэтому здесь выше риск пострадать самому и пожечь технику.

Tektronix P6015A - 20 kV 75 MHz
Хотя предпочтительнее интегрировать делитель в модулятор и выводить наружу уже поделенный сигнал. Высоковольтный пробник устрйоство достаточно габаритное, внутрь высоковольтного блока его запихать тяжело, ну и при измерениях может случаной пробить на низковольтную сторону по воздуху с других частей модулятора.

Был вариант емкостного делителя в виде отрезка медной трубки, одетой поверх в.в. провода, выходящего из модулятора, к которой была припаяна центр. жила РК-50, идущего к осциллографу. Экран на корпус устройства. Правда практическая польза таких делителей сомнительна. Крутизну фронтов оценить сложно из-за емкости кабеля и осциллографа. Обычно смотрим по форме импульсов тока в цепи "земли". Или заранее откалиброванный датчик тока на ферритовом колечке, через который пропускается ВВ провод.

Есть старый способ обойтись вовсе без дифференциальных пробников. Нужны два одинаковых щупа с необходимыми характеристиками, практически любой осциллограф сейчас имеет как минимум два канала и встроенную математику. Подключяем пробники к нашему сигналу(отвязанному от земли, соединённому с сетью и т.д.), "земляные" хвосты пробников никуда не подключаем, лучше их вовсе отключить, чтобы не собирали помехи. Математику на осциллоскопе настраиваем на вычитание сигналов и имеем как результат необходимый нам сигнал(буквально - разность потенциалов) в реальном времени. Конечно, есть и недостатки - надо настроить пробники максимально одинаково(АЧХ+ФЧХ!), будет проигрыш в шумах, но на больших сигналах это как правило не критично.

как представил этот трансформатор 10Квольт 10ампер т.е. на 100 киловатт на феррите мне чуть плохо не стало. Плюс раскачка на всяких тиристорах и насыщающихся трансформаторах. Вся эта электроника способна работать в близких к идеальны лабораторных условиях. У вас харрактеристики поплывут не из-за выросшей выходной ёмкости, а из-за того что все эти обострители на насыщении весьма чувствительны к температуре. Т.е. для военной технике это техническое решение не годится, хотя может вы окрочка магнетроном жарить собираетесь... шучу.

Кода работал в НИИ там для электрооптического затвора лазера примерно такое устройство применять хотели , от него отказались потому что работать оно может только в лаборатории, сделали схему на полупроводниках.

Руководству скажи что есть есть вольно определяющийся инженер, который сделает им модулятор без трансформаторов на больший ток (до 20...100) ампер и длительность импульса короче 10...50нс. на SiC транзисторных ключах соединённых по схеме Маркса.