专利名称：同轴型无源阻容积分器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够实现脉冲信号积分运算的同轴型无源阻容积分器，与微分探头配合使用，应用于高电压大电流快脉冲的测量。
背景技术：
在脉冲高电压大电流测量中，微分探头(微分型电容分压器、D-dot探头、微分型 罗氏线圈以及B-dot探头等)得到了广泛的使用。此类探头输出电压(或电流)对时间的 微分信号。在测量中，需要使用积分器对探头输出的微分信号进行积分，才能得到电压或电 流信号。对于测量脉宽在Ins 100μ s范围内的脉冲信号，由于阻容积分器的输出衰减较 小，因此通常不使用信号放大电路，不需要使用电源系统，所以被称为无源阻容积分器。在《电工学》等书中有积分器的介绍，但分析的是理想电路，没有给出制作方法，也 没有分析器件的杂散参数对积分运算的结果。目前，公知的无源阻容积分器构造是使用电 阻和制式电容焊接而成的。由于电容的引脚和连接结构造成杂散电感串联到电容回路中， 造成积分器在测量ns量级的信号(或者被测量信号的频谱中包含有这类频率成分)时出 现波形畸变，导致无法获取正确的被测信号。例如在潘洋等人的《纳秒脉冲电容分压器测 量系统分析及波形重建》(高电压技术2005年31卷第2期)中，给出了由于积分器等器件 存在高频响应的问题，而使用数字(软件)方法复原测试信号。
发明内容为了克服现有的无源阻容积分器测量快信号时出现波形畸变的问题，本实用新型 提供一种同轴型无源阻容积分器。该积分器减小了积分器电容回路中的杂散电感，拓展了 积分器的频率响应上限，适用于ns量级信号的测量。本实用新型的同轴型无源阻容积分器，其特点是，所述积分器的外壳为圆筒形，输 入电缆座和输出电缆座分别位于圆筒形积分器外壳的两端。输入连接杆连接在输入电缆座 的芯线上，匹配电阻的一端焊接在输入连接杆上，另一端焊接在积分器的外壳的后盖上。积 分电阻位于外壳的中心线上，积分电阻的一端与输入连接杆连接，另一端与压接板的输入 端连接。在外壳腔内设置有压接板的中心线上还依次设置有第一导电弹垫、薄片圆环结构 的积分电容、第二导电弹垫，在外壳的内端面与压接板、第一导电弹垫、积分电容、第二导电 弹垫之间还设置有绝缘套筒；通过压紧第一导电弹垫和第二导电弹垫实现积分电容与压接 板以及外壳内端面的电连接；压接板的输出端从积分电容中心的孔穿过，插接到输出连接 杆的中心孔中；输出电缆座的芯线与输出连接杆相连接。所述的绝缘套筒、压接板、第一导电弹垫、积分电容、第二导电弹垫、输入电缆座、 输出电缆座均为同轴心设置。所述的第一导电弹垫和第二导电弹垫均为表面套有铜编制网的橡胶密封圈。本实用新型的同轴型无源阻容积分器，由于电阻、电容的布局采用同轴结构，结构 电感较小；而且压接结构省去了电容的焊接引脚，因此电容回路的杂散电感也较小，从而在测量ns量级的信号时避免了波形过冲和振荡等问题。本实用新型的同轴型无源阻容积分器提高了积分器的频率响应上限，克服了测量 ns量级的信号时出现过冲和振荡等波形畸变的问题，可应用于高电压大电流快脉冲的测量。
图1是本实用新型的纵剖面结构图。图2是图1的I眺剖视图。图3是图1的II眺I剖视图。图4是图1中的压接板的主视图和侧视图。图中，1.输入电缆座2.外壳3.输入连接杆4.绝缘套筒5.第一导电弹垫6.第二 导电弹垫7.输出电缆座8.输出连接杆9.积分电容10.压接板11.积分电阻12.匹配电 阻13.后盖。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。实施例图1是本实用新型的纵剖面结构图。图2是图1的I眺剖视图。图中，积分电阻11位于外壳2的中心线上；匹配电阻 12的一端焊接在输入连接杆3上，一端焊接在后盖13上。图3是图1的II眺I剖视图。图中，压接板10的输出端插入输出连接杆8的孔 中，绝缘套筒4放置在外壳2内端面与积分电容9、第一导电弹垫5、第二导电弹垫6之间。图4a为压接板10的主视图，图4b为压接板10的侧视图。图1 图4中，本实用新型的同轴型无源阻容积分器的外壳2为圆筒形，输入电缆 座1和输出电缆座7分别位于圆筒形积分器外壳的两端。输入连接杆3连接在输入电缆座 1的芯线上；匹配电阻12的一端焊接在输入连接杆3上，另一端焊接在积分器的外壳2的后 盖13上，本实施例中，焊接在输入连接杆3上的匹配电阻为四个。积分电阻11位于外壳2 的中心线上，积分电阻11的一端与输入连接杆3连接，另一端与压接板10的输入端连接。 在外壳2腔内设置有压接板10的中心线上还依次设置有第一导电弹垫5、薄片圆环结构的 积分电容9、第二导电弹垫6，在外壳2的内端面与压接板10、第一导电弹垫5、积分电容9、 第二导电弹垫6之间还设置有绝缘套筒4。第一导电弹垫5和第二导电弹垫6为表面套有 铜编制网的橡胶密封圈。通过压紧第一导电弹垫5和第二导电弹垫6实现积分电容9与压 接板10以及外壳2内端面的电连接。压接板10的输出端从积分电容9中心的孔穿过，插 接到输出连接杆8的中心孔中；输出电缆座7的芯线与输出连接杆8相连接。所述的绝缘套筒4、压接板10、第一导电弹垫5、积分电容9、第二导电弹垫6、输入 电缆座1、输出电缆座7均为同轴心设置。本实用新型中使用输入连接杆3、输出连接杆8、压接板10和导电弹垫实现主要部 件的电连接；使用绝缘套筒4实现积分电容9及第一导电弹垫5、第二导电弹垫6与外壳2 绝缘。本实用新型的主要特点是将积分电容9设置为薄片圆环结构，并采用在橡胶密封圈外套一层金属铜编制网制成导电弹垫，通过压紧第一导电弹垫5、第二导电弹垫6实现积分 电容9的电连接。本实用新型的主要安装过程是，输入电缆座1用螺钉固定在后盖13上。输入连接 杆3焊接在输入电缆座1的芯线上；积分电阻11和四只匹配电阻12的一端也焊接在输入 连接杆3上；积分电阻11的另一端与压接板10焊接在一起；匹配电阻12的另一端焊接在 后盖13上。为实现与信号传输电缆的匹配，匹配电阻12的阻值为200 Ω，4只并联时阻值 等于50 Ω ；积分电阻11的取值在IkQ 50k Ω之间，具体数值由测量要求的RC值决定。压接板10的输出端从积分电容9中心的孔穿过，插接到输出连接杆 8的中心孔 中。圆筒形绝缘套筒4放置在外壳2内端面与积分电容9及导电弹垫之间，为了方便压接 板10的导入，绝缘套筒4的一端内壁设置为斜面。输出电缆座7的芯线与输出连接杆8焊 接，并用螺钉固定在外壳2的外端面上。将安装好输出电缆座6的外壳2开口向上放置，依 次放入绝缘套筒4、第一导电弹垫5和积分电容9，再放入第二导电弹垫6，将焊接好积分电 阻11、匹配电阻12和压接板10及后盖12缓慢推入外壳2中，让压接板10的插针插入输 出连接杆8的孔中，用螺钉紧固后盖12，让导电弹垫5适当形变，使积分电容9与压接板10 及外壳2的内端面电连接良好。
权利要求一种同轴型无源阻容积分器，其特征在于，所述积分器的外壳(2)为圆筒形，输入电缆座(1)和输出电缆座(7)分别位于圆筒形积分器外壳的两端；输入连接杆(3)连接在输入电缆座(1)的芯线上；匹配电阻(12)的一端焊接在输入连接杆(3)上，另一端焊接在积分器的外壳(2)的后盖(13)上；积分电阻(11)位于外壳(2)的中心线上，积分电阻(11)的一端与输入连接杆(3)连接，另一端与压接板(10)的输入端连接；在外壳(2)腔内设置有压接板(10)的中心线上还依次设置有第一导电弹垫(5)、薄片圆环结构的积分电容(9)、第二导电弹垫(6)，在外壳(2)的内端面与压接板(10)、第一导电弹垫(5)、积分电容(9)、第二导电弹垫(6)之间还设置有绝缘套筒(4)；通过压紧第一导电弹垫(5)和第二导电弹垫(6)实现积分电容(9)与压接板(10)以及外壳(2)内端面的电连接；压接板(10)的输出端从积分电容(9)中心的孔穿过，插接到输出连接杆(8)的中心孔中；输出电缆座(7)的芯线与输出连接杆(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的同轴型无源阻容积分器，其特征在于，所述的绝缘套筒(4)、 压接板(10)、第一导电弹垫(5)、积分电容(9)、第二导电弹垫(6)、输入电缆座(1)、输出电 缆座(7)均为同轴心设置。
3.根据权利要求1所述的同轴型无源阻容积分器，其特征在于，所述的第一导电弹垫 (5)和第二导电弹垫(6)为表面套有铜编制网的橡胶密封圈。
专利摘要本实用新型提供了一种同轴型无源阻容积分器。所述积分器外壳为圆筒形，积分电阻位于外壳的中心线上，积分电阻的一端与输入电缆座连接，另一端与压接板焊接。积分电容为特制的薄片圆环结构，通过压紧电容两端的导电弹垫实现积分电容与压接板以及外壳内端面的电连接；压接板的输出端从积分电容中心的孔穿过，与输出电缆座连接。由于采用同轴结构，而且省去了电容的焊接引脚，因此杂散电感小，提高了积分器的频率响应上限，适用于ns量级高电压大电流快脉冲的测量。
文档编号G01R15/00GK201576036SQ201020300079
公开日2010年9月8日 申请日期2010年1月5日 优先权日2010年1月5日
发明者仇旭, 卫兵, 顾元朝 申请人:中国工程物理研究院流体物理研究所