【电子行业标准(SJ)】 电子管电性能的测试 第２３部分：真空脉冲调制管的测试方法

中华人民共和国电子工业推荐性部标准电子管电性能的测试方法
第23部分：真空脉冲调制管的测试方法Measurements of the electrical properties ofeleetronic tubes and val'vesPart23.Methods of measurement of vacuumpalse modulator tubes and valves1范面
SJ/Z9010.23-87
IEC151—23(7970)
本文件适用于高真空脉冲调制管。测试这种管子时一般采用标称矩形脉冲，这种测试只作为一般性测试。当然，这些定义与方法还可以扩大到其它的脉冲形状。特别注意事项
工作电压高于16kV的真空开关管在工作状态接通和新开时可能产生X射线。有些超高压调制管在工作时可能产生大量的软X射线。工作人员应确保没有不安全程度的射线。应与制造厂商讨论确定适当的射线屏蔽的必要性及其通用设计。
2定义
本推荐文件采用下列定义，
2.1标称矩形脉冲
实际的脉冲波形为一个近似的矩形脉冲。典型的电流脉冲如图1所示。
这种波形与正规的矩形波有下述差别，（）一定的上升时间（不超过脉冲持续时间的10%）和一定的下降时间（不超过球冲持续时间的20%）1
（b）
脉冲顶端的某些下降，
在波形顶端可能叠加的瞬变（或脉动）成分，注，如果上述瞬变成分被强烈地限尼，它就表现为这个脉冲前沿后面的过冲（b）和（c）两种组合造成的脉冲幅度的总变化不得大于规定值（一般为这个幅值的10%）（如2，2条的规定）中华人民共和国电子工业部1987-09—14批准*
SJ/Z9010.23—87
某些电压脉冲后沿的后面还可能出现形状完全象过冲的阻尼振荡。一般来说，这种振荡一周的时闻要比脉冲顶部的阻尼振荡成波动要长得多。2.2脉冲幅值（标称矩形脉冲）
通过脉冲顶部所划的X一Y平滑线中点的高度（见图1）所确定的脉冲顶部的平均值。
2.3脉冲持续时间
电流或电压的瞬时值为脉冲幅度70%的瞬间之间的时间间隔（见图1）。2.4脉冲上升时间
电流或电压从脉冲幅度的10%升至90%所需的时间（见图1）。2.5脉冲下降时间
电流或电压从脉冲幅度的90%降至10%所需要的时间（见图1）。2.6
（b）
脉冲电流
对于完全矩形的电流脉冲，即为脉冲顶部电流的值。对于标称的矩形电流脉冲，即为2。2条所规定的脉冲幅度值（见图1）。脉冲电压
对于完全矩形电压脉冲来说，即为脉冲顶部的电压值。对于标你矩形电压脉冲来说，即为2。2条所规定的脉冲幅度（见图1）。脉冲重复频率（IEC2851“微波管电性能的测试”第1部分：般术语与定义”，2。8。2条）。每秒的脉冲放，这个数目与进行测试的时间间隔无关。2.9占空系数（IEC295—1，2.3.4条）“接通”周期总时间对规定的平均时间的比值。对于重复脉冲来说，平均时间就是脉冲重复周期。2。10均方根阴极电流
对于全矩形脉冲来说，均方根阴极电流等于脉冲电流乘以占空系数的平方根。用这种等式可以整确的计算，1条所规定的标称矩形脉冲。2.11尾部
一个真空管的阳极电流对极电压特性曲线的低电流区域（见图2）。2。12曲线的弯曲处
四极管或五极管阳极电流对阳极电压特性曲线的高电流、低电压区域（见图8）在这个区域斜率变化最快。
3原理
3。1电极耗散
给出每个极或阳极的平均功率耗澈额定值。就典型的小型幅射冷却脉冲调制*2*
SJ/Z9010.23-87
管来说，这个平均耗散额定值可以安全地用于重复周期在0。1S以下的任何脉冲波形。就重复周期或脉冲持续时间更长的脉冲波形来说，这个平均耗散功率还应当降低。其降低值决定于脉冲波形及管子型号，遇有疑感时需向制管厂咨询。3.2脉冲明极电流
真空脉冲调制管的阴极一般是一个针钨灯丝或旁热式涂氧化物极戒浸渍阴极。从针钨灯丝支取的矩形脉冲电流（iK（脉冲）是由峰值阴极电流额定值规定的，与脉冲持续时间及占空系数无关。而从氧化物阴极或浸溃阴极支取的矩形脉冲电流（ik（脉冲））却随脉冲的持续时间的变化而变化，其变化方式如图4所示。变化方式可用下述原理解释，（a）必须不超过峰值阴极电流（ik（卫K））额定值，也就是不超过图4中的短脉冲端部水平部分AB。应该注意B点上的七p实际值决定于管子的型号。（b）为了限制阴极涂层的热效应，可以给管子规定一个均方根阴极电流最大额定值。该额定值应用图4中的BC倾斜部分，而在该部分的可用电流与脉冲持续时间的平方根呈相反变化。
（c）计算这种均方根电流的平均时间不得超过1ⅢS，这就是图4中曲线变化并使水平部分CD在图中的长脉冲端部的原因，如果电极耗散允许的话，在这个范围内可利用的脉冲电流就等于可以支取的纯直流阴极电流。上述考虑能使计算扩大到非矩形脉冲。应用象图1中的标称矩形脉冲时，对偏离于脉冲顶部平均值不到10%的电流变化可以忽略不计。还可以把峰值阴极电流额定值骨作是最大的允许球冲阴极电流。4脉冲特性测试要求
4.1示波器要求
脉冲波形显示在示波器的荧光屏上，这个装置最好真有下特性：已知速度的直线性时间扫描，这样就可以双够到一个完全的脉冲。（a)
（b）Y放大器的频率响应（下降8dB），从零到不低于（1/2，5tMHz），其中七为脉冲上升或下降（取较短者）时间S。（c）
用某些方法测试X及Y信号幅值的特性，如校准的方格板
校准的位移电压
校准的分度尺
比较法
可直接接到试点的探测头。
测试两端都不接地的元件上脉冲电压降用的一对差接Y输人端。需要时，可采用一个适当的电流脉冲互感器（见4。2。2条）。4.2
脉冲电流的测试
4.2.1电阻器法
SJ/Z9010.23-87
可以利用一个已知值的小型电阻器上的脉冲电压降来测试脉冲电流。图5为电阻器在各种位置的应用。
（1）位置A：用于测试阳极电流，这种测试方法在示波器上出现倒脉冲，而且只有在阳极电源阻抗比阳极方面看的负裁阻抗大得多的时候这种方法才是有效的。（2）位置G，用于测试栅极电流，这种方法只能在具有差接输入端的示波器上例用。
（3）位置G，用于测试栅极电流，这种方法在示波器上出现倒脉冲，而当示波器没有差接输人端时可以用它代替方法2。注：这种方法由于存在栅极偏置电源和激励变压器对地点的杂敬电容，所以测量时需要采取措施。bzxZ.net
（4）位置K，用于测试阴极电流4.2.2互感器法
这种方法是将示波器探头跨接在脉冲互感器的次级电阻负裁上来测试脉冲电流被测的脉冲电流通过初级线圈。一般应具有多种匝数比以测试不同的电流范围。除了要保证绝缘适应于使用的电压，还要特别注意以下两点，（）应避免在测盘特定参数时检测到其它电路元件上出现的大幅值效应所产生的寄生信号造成的误差，所以电流互感器（1）应尽可能的靠近被测电流的电极，（2）在初级与次级线调之闯设置法拉第屏蔽：（3腰使互感器的次级线期的一个终端安全接地，以色被测电流受感应信号的干扰。由于有电容性杂散电流存在的可能性，所以必需确定用这种方法进行测试的电流才是纯粹的电极电流。（b）电流互感器绝不允许载有大量的直流电流，例如，在静态测试时将电流与感器接在电路中，因为由此造成的磁化会从根本上使互感器的特性变坏。4。3脉冲电压的测试
如果脉冲电压太高不能用示波器探头直接测试时，则可采用一个已知准确比例的包乱分压器进行试。分压器的电阻必须低到足以保证杂散电容不会影响其输出波澎。
如果出现「大直流电压时，就要对其单独进行测试，而且电容耦合的分压器如图5中V所示。
又如图5中0点所示为负载本身准备的个适当的抽头，可用来测量输出脉冲电压。
在图6的电路中，测量点0又可以用来测量输出脉冲电压。在此情况下，还可以用它测摄阳极脉冲电压，而且当阳极电源与电阻器R组合阻抗比负载电阻大得多的时候，这种方法与图5中A测量阳极脉冲电流的方法相同。这就会使示波器上现倒脉冲。
4.4波形
SJ/Z9010.28-87
假设栅极激励电压脉冲基本上是矩形的，则图7中表示的为图5的A点所测得的典型阳极电流脉冲，而图8中表示为图5的V点测得的典型阳极电压脉冲。电压脉冲所发生的波动成分及其随后所产生的过冲现象是由于输出脉冲变压器所致，而且从一种类型变压器转变为另一种类型时，脉冲在形状上和大小上会发生巨大的变化。
可以看出，尽管电压波形与2。1条的定义差别很大，而电流脉冲还是可以符合这条关于标称矩形脉冲的定义的。如果负载不是明显电抗的话，图6的电路中不会出现图8的波动成分。
4。5注意事项
4。5.1脉冲测盘
在各项脉冲测猛中，所使用的测量导线应为与测量仪输人阻抗相匹配的射频同抽电缆，并应尽可能的短以免电压耦合。在接地遇迁问时应注意缩小瞬变波形的耦合。4。5。2高压量
真空脉冲调制管有大的电压梯度，因此电路中必须有防护措施，以防偶然出现的跳火造成的损坏。必须将发生跳火时管内所烯放的能量限制到一个安全值，以使管子不致损坏，否则就会发展成严重的飞弧，而使管子损坏。为了安全起见，应注意下列各点：
（a）高压电容器（图5及图6的典型电路中的C）内所储存的能最1/2CV不得超过
5×ik（脉冲）额定值（图4中给出）×V（直流）额定值×tp采用统一的单位，例如安培、伏特、秒和焦耳。当使用条件语要电容的值大于上述或以下各节规定的值时，在测量和使用时最好都要使用适当的能适转移保护电路。（b）阳极电源的及与阳极电源串联的总阻抗（图5和图6）应商到足以将流过管子的长时间短路有效电流控制在不大于工作条件下正常的平均阳极电流的20倍。（c）高压电容器和管子之间的电路阻抗要足以将火时的峰值浪涌电流控制在不大于10×ik（冲脉）额定值（图4中给出）。可以采用一个浪涌限制电阻，该电阻通常兼起着阳极或帘极寄生抑制电阻（控制器，图5及图6中的Rs）的作用。这个电阻可吸收飞弧时所释放的大部分能盘。5浏量
5。1商压尾部测量
将规定的正向直流电压通过适当的安全电阻器加到阳极及栅极，用下列任何一种方法检查尾部特性曲线上的一个点（见图2）1*5*
SJ/29010.23-8.7
（）加一个规定的负控制编压并测量阳极或阴极电流，给电流规定一个最大极限值：
（b）调节负控制棚偏压，使阳极或阴极电流到一个规定值，就获得该偏压的最大极限值。
5.2脉冲电流工作点
在正常的脉冲电流工作点即曲线弯曲区检验管子的特性（见图3）。所用的电路如图5所示，但不用输出变压器。将阳极和帘栅极电流测量电阻接到Rs位置；而将阳极电阻直接接到阳极电源。将规定的直流电压加到阳极及帘栅极，并将足以能使管子裁止的偏压加到控制栅极。用一个规定的持续时间、重复频率球冲电压将栅极激励到一个规定的正向电压幅值，所用脉冲应尽可能接近矩形。然后测试阳极、栅极及帘栅极脉冲电流。
5.3工作的测量
电子管在脉冲调制电路工作，使其工作条件尽可能广泛地包括电子管的所有额定值，特别是应当包括下述额定值，如直流阳极电压、峰值正向阳极电压、峰值阴极电流及阳极耗散。图5及图6示出典型的电路，可以测量脉冲电压输出或阳极脉冲电流。电子管应满意地工作而在一定的期间内无飞弧现象，不过在工作初期，允许有飞弧现象。飞弧时间及脉冲消隐时间应精确地加以规定并用图来表示。5.4漏脉冲测量
使电子管在5，8条所规定的并外加一个漏脉冲计数器的脉冲调制电路内工作。这时将输出脉河与激励脉冲波形进行比较，并且在得不到所期望的脉冲，或脉冲幅度小于某规定值或能量，例如，由于管子飞弧使高压存储电容器放电时，应对各种情况计数。飞弧时间及脉冲消隐时间应精确地规定，并以图说明。需要进行此项测量时，一般在下述情况实施，（）紧接极加热时间之后，及（或）（b）在振动条件下工作。
SJ/Z9010.28-87
脉冲幅度的90%
脉冲宽度
上升时间
下降时间
图1—标称矩形脉冲示例，一个典型电流脉冲拐点
图2尾部
图3曲线湾曲处
SJ/Z9010.23-87
（唯）
（001-
SJ/Z9010.23-87
脉冲变压器
电流变压器
(1)=阳极电源
(2)帘搬电源
(3)偏压
注利用A代电流互感器，
电位误差可能增大上升。
图5一采用变压器的典型脉冲调制管试验电路，示出了脉冲电压及电流的测试方法
(1）阳极电源
(2）帘榻电源
图6一典型的无变压器脉冲调制管试验电路o
9S.T/7010.
图7一一在图5电路A点上出现的阳极电流典型波形在图电险中V点酬得的典型阳极电压脉冲10
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。