吕东澔等：陡脉冲发生器电路中杂散参数的分析和补偿 ·739· 表1杂散参数模型分析所需参数计算结果 0.125 Table 1 Calculation results for stray parameter model analysis 一上升时间 超调量 T/us k 50 0.100 调节时间 0.445 10 1.41×108 1.41×103 0.1 第2次蜂值 0.075 第3次峰值 第5次蜂值 为50Ω电阻，在室内测量，周围没有大功率电器使用. 第8次蜂峰值 0.05 由对比图可以看到，模型的仿真结果精确地反映了实 际波形.实验共采集了10组波形，仿真结果分别与采 集波形作对比，误差分布图可见图10，误差分析结果 如表2所示 仿直值 0.025 实验值 5 0.050 4567 1.0 实验组数 图10动态性能指标误差分布图 0.5 Fig.10 Error distribution of dynamic performance indexes 差范围±0.14%，其中过冲量的误差小于±2.81%，上 0.51.01.52.0253.03.54.04.5 升时间、调节时间和第1次峰值时间的误差都在± 时间/10◆s 0.1%以内.综上所述，该模型可以精确地反映实际脉 图9仿真曲线和实际曲线对比 冲输出，可以采用该模型对电路中杂散参数进行分析 Fig.9 Comparison between the simulation and actual waveforms 和计算.最后解得L1=-715.18nH,L2=347.18nH, 由表2可得，仿真与实际的误差范围±5.1%，方 C1=7.1539nf. 表2动态性能指标误差结果 Table 2 Error of dynamic performance indexes 第5次峰值 第8次峰值 误差分析 第1次峰值 第2次峰值 第3次峰值 上升时间 过冲量 调节时间 时间 时间/蜂值 时间/峰值 时间峰值 时间/峰值 最大误差 0.08% 2.81% 0.21% 0.83% 5.09%14.59% 1.29%12.51% 3.91%2.51% 4.09%/4.58% 最小误差 0.01% 0.15% 0.08% 0.02% 2.02%/0.57% 0.03%10.15% 0.06%/0.03% 0.99%/3.03% 方差 0.00016毫c 0.03% 0.00215%c 0.028%c 0.13%/0.08% 0.02e/0.02% 0.06%/0.02% 0.07%/0.14% 4.2杂散参数抑制实验 4.3杂散参数灵敏度分析实验 根据表1和2.2节的结果，利用对应项系数相等可得 根据图9的实验结果，对杂散参数L1、L2和C进行 R1/L3=0.282×10, 灵敏度分析.以图9中的参数为基准，实验结果如 1/L3C2=1.9881×10“, 图12所示. (21) (RR2C2+L)/RL,C2≥0.282×10， 每组实验只改变L,、L,和C中的一个值，变化趋势 (R1+R2)/R,L,C2≈1.9881×104 为减小到原来的1/100、增大10倍和增大100倍.从 图12的实验结果可以看到，L,和C的变化对输出影响 其中，R2=502,R,gR2.根据式(21)结果，选择R= 大于L2变化对系统输出的影响. 0.12,参数求解结果如表3所示. 4.4补偿环节适用性分析 表3补偿环节待确定参数计算结果 对式(14)得到的补偿环节传递函数进行带宽分 Table 3 Parameter calculation results of compensation 析，来确定补偿环节的适用性。补偿环节幅频特性曲 R/0 R2/0 C2/nF L/nH 线如图13所示.利用示波器，对噪声波形进行快速傅 0.1 50 140 36 里叶变换，结果如图14所示 由图13的实验结果可得，补偿环节可以抑制掉 由实验结果（图11)可得，补偿后的波形没有过 1.246×10~1.236×10Hz范围内的噪声信号.由图 冲，上升时间为320ns,满足不可逆电穿孔的要求. 14得到的结果可得，由杂散参数引起的噪声信号主要吕东澔等: 陡脉冲发生器电路中杂散参数的分析和补偿 表 1 杂散参数模型分析所需参数计算结果 Table 1 Calculation results for stray parameter model analysis T /μs k s0 wn ζ 0. 445 10 1. 41 × 108 1. 41 × 107 0. 1 为 50 Ω 电阻，在室内测量，周围没有大功率电器使用． 由对比图可以看到，模型的仿真结果精确地反映了实 际波形． 实验共采集了 10 组波形，仿真结果分别与采 集波形作对比，误差分布图可见图 10，误差分析结果 如表 2 所示． 图 9 仿真曲线和实际曲线对比 Fig． 9 Comparison between the simulation and actual waveforms 由表 2 可得，仿真与实际的误差范围 ± 5. 1% ，方 图 10 动态性能指标误差分布图 Fig． 10 Error distribution of dynamic performance indexes 差范围 ± 0. 14% ，其中过冲量的误差小于 ± 2. 81% ，上 升时间、调节时间和第 1 次峰值时间的误差都在 ± 0. 1% 以内． 综上所述，该模型可以精确地反映实际脉 冲输出，可以采用该模型对电路中杂散参数进行分析 和计算． 最 后 解 得 L1 = 715. 18 nH，L2 = 347. 18 nH， C1 = 7. 1539 nF． 表 2 动态性能指标误差结果 Table 2 Error of dynamic performance indexes 误差分析 上升时间 过冲量 调节时间 第 1 次峰值 时间 第 2 次峰值 时间/峰值 第 3 次峰值 时间/峰值 第 5 次峰值 时间/峰值 第 8 次峰值 时间/峰值 最大误差 0. 08% 2. 81% 0. 21% 0. 83% 5. 09% /4. 59% 1. 29% /2. 51% 3. 91% /2. 51% 4. 09% /4. 58% 最小误差 0. 01% 0. 15% 0. 08% 0. 02% 2. 02% /0. 57% 0. 03% /0. 15% 0. 06% /0. 03% 0. 99% /3. 03% 方差 0. 00016‰ 0. 03% 0. 00215‰ 0. 028‰ 0. 13% /0. 08% 0. 02‰/0. 02% 0. 06% /0. 02% 0. 07% /0. 14% 4. 2 杂散参数抑制实验 根据表1 和2. 2 节的结果，利用对应项系数相等可得 Ｒ1 / L3 = 0. 282 × 107 ， 1 / L3C2 = 1. 9881 × 1014， ( Ｒ1Ｒ2C2 + L3 ) /Ｒ2 L3C2≥0. 282 × 106 ， ( Ｒ1 + Ｒ2 ) /Ｒ2 L3C2≈1. 9881 × 1014        ． ( 21) 其中，Ｒ2 = 50 Ω，Ｒ1Ｒ2 ． 根据式( 21) 结果，选择 Ｒ1 = 0. 1 Ω，参数求解结果如表 3 所示． 表 3 补偿环节待确定参数计算结果 Table 3 Parameter calculation results of compensation Ｒ1 /Ω Ｒ2 /Ω C2 / nF L3 / nH 0. 1 50 140 36 由实验结果( 图 11) 可得，补偿后的波形没有过 冲，上升时间为 320 ns，满足不可逆电穿孔的要求． 4. 3 杂散参数灵敏度分析实验 根据图 9 的实验结果，对杂散参数 L1、L2和 C 进行 灵敏度分析． 以图 9 中的参数为基准，实 验 结 果 如 图 12 所示． 每组实验只改变 L1、L2和 C 中的一个值，变化趋势 为减小到原来的 1 /100、增大 10 倍和增大 100 倍． 从 图 12 的实验结果可以看到，L1和 C 的变化对输出影响 大于 L2变化对系统输出的影响． 4. 4 补偿环节适用性分析 对式( 14) 得到的补偿环节传递函数进行带宽分 析，来确定补偿环节的适用性． 补偿环节幅频特性曲 线如图 13 所示． 利用示波器，对噪声波形进行快速傅 里叶变换，结果如图 14 所示． 由图 13 的实验结果可得，补偿环节可以抑制掉 1. 246 × 104 ～ 1. 236 × 105 Hz 范围内的噪声信号． 由图 14 得到的结果可得，由杂散参数引起的噪声信号主要 · 937 ·