阳加速器水传输线D—dot的设计、标定和实验

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2024年5月24日发(作者：)

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第１９卷第５期　

强　激　光　与　粒　子　束　

Ｈ　ＩＧＨ　ＰＯＷＥＲ　ＬＡＳＥＲ　ＡＮＤ　ＰＡＲＴＩＣＬＥ　ＢＥＡＭＳ　

Ｖｏ１．１９，Ｎｏ．５　

Ｍａｙ，２００７　

２００７年５月　

文章编号：　１００１—４３２２（２００７）０５—０８３０—０５　

阳加速器水传输线Ｄ－ｄｏｔ的设计、标定和实验　

卫　兵，　顾元朝，　周荣国，　杨　亮，　王　雄　

（中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳６２１９００）　

摘　要：　应用Ｄ－ｄｏｔ探测器进行了阳加速器水传输线电压测量，利用探头与高压电极之间的结构电容获　

得脉冲电压的微分信号，通过ＲＣ积分取得电压信号。利用Ｐｓｐｉｃｅ软件的瞬态分析功能模拟结合实验结果估　

算了探测器的杂散参数，进行了幅频响应特性分析；运用频响分析解释了测试结果。在加速器低电压短路实验　

状态下，用电阻分压器对其进行了在线标定。测量结果表明Ｄ－ｄｏｔ探测器获取了正确的电压波形，且工作稳定　

可靠。　

关键词：测量；Ｄ－ｄｏｔ探头；标定；积分；频率响应　

中图分类号：ＴＭ８３５．４　文献标识码：　Ａ　

阳加速器是一台用于Ｚ—ｐｉｎｃｈ基础实验研究的强流脉冲装置，主要由Ｍａｒｘ发生器、双形成线、水传输线和　

真空磁绝缘线等组成。Ｄ－ｄｏｔ探头用于测量脉冲电压，原理类似电容分压器，其输出正比于输入电压对时间的　

微分信号（ｄＶ／ｄｔ），将输出信号积分后可获得电压信号。有文献称其为电容性高压脉冲（ＣＶＰ）探头　或微分一　

积分变换型电容分压器嘲，也有人直接把它称为电容分压器嘲。由于Ｄ－ｄｏｔ探头采用非接触测量方法，而且具　

有结构简单、体积小、响应较快等特点，因此在脉冲功率装置上应用较为广泛。　

１测试原理　

Ｄ－ｄｏｔ探头等效电路如图１所示。图中，　（￡）为被测脉冲电压，　（￡）为探头输出电压，Ｃ　为探头与高压　

电极之间的结构电容，Ｃ２为探头对地的分布电容（其值非常小，近似等效为开路），Ｚ为信号电缆的阻抗。可得　

到Ｃ１（ｄＥＶ（ｔ）一Ｖｏ　（ｔ）］／ｄｔ）一Ｖｏ　（ｔ）／Ｚ，由于　（　）》　。　（　），从而可得　

Ｖ　（￡）一Ｃ１　Ｚ　ｄＶ（ｔ）

．　

ｄ

￡

（１）　

●＿＿＿＿＿＿＿●＿’—　

ＤＳＯ　

】ＭＱ　

Ｆｉｇ．１　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　Ｄ－ｄｏｔ　ｐｒｏｂｅ　Ｆｉｇ．２　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ＲＣ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｒ　

图１　Ｄ－ｄｏｔ探头等效电路　图２　ＲＣ积分器的等效电路　

在测量中，用ＲＣ积分电路将Ｖ。　积分，可获得高电压信号Ｖ（　）。图２中，Ｒ为积分电阻，Ｃ为积分电容，　

Ｒ　为匹配电阻。当满足积分电路条件（时间常数ＲＣ＞＞１／ｃｏ）　，可得Ｖ　＝ＥＩＶ。　（ｔ）ｄｔ］／ＲＣ，即　

Ｖｌ＝：＝丽Ｃ１　Ｚｖｙ　．　）　（２）　

２探测器设计　

２．１探头设计　

探头设计的原则是：（１）为兼顾输出信号的信噪比和电缆及转接的耐压能力，取Ｖ。　的幅值约为０．１　ｋＶ量　

收稿日期：２００６－０７—０３；　修订日期：２００７—０４—１３　

＊

基金项目：国家自然科学基金资助课题（１００３５０３０）　

作者简介：卫兵（１９７３一），男，工程师，主要从事脉冲功率装置的电参数测试工作｝７３ｗｂ＠１６３・ｃｏｍ。　

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第５期　卫　兵等：阳加速器水传输线Ｄ－ｄｏｔ的设计、标定和实验　８３１　

级；（２）满足ＺＣｚ《ｔ　（ｔ，为被测信号的前　

沿）；（３）确保绝缘可靠。　

阳加速器水传输线电压幅值约６００　

ｋＶ，上升前沿约５０　ｎｓ。设计探头直径￥１０　

ｍｍ，估算结构电容Ｃ　≈０．３６　ｐＦ，探头输　

出Ｖ　≈２５Ｏ　Ｖ；绝缘为２　ｍｍ厚的聚四氟　

乙烯，估算探头对地电容Ｃ　≈３０　ｐＦ，核算　

ＺＣ　一１．５　ｎｓ。探头结构见图３。　

—　—　

。　

已有文献指出：当探头布置在水介质　

中，如果在探头顶部覆盖突出的绝缘物会　

Ｆｉｇ．３　Ｐｒｏｂｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　

图３探头结构　

在绝缘介质中造成局部高电场，从而导致绝缘击穿；即使设计绝缘与探头相平仍然难以削弱局部高电场。而采　

取将绝缘凹陷于探头的方案可以较好解决这一问题［４］。通过用２维静电场模拟，设计探头绝缘凹陷探头表面　

２　ｍｍ。　

２．２积分器设计　

ＲＣ积分器设计主要应考虑以下几个因素：（１）满足积分条件ＲＣ》１　；（２）积分器的输入阻抗为５Ｏ　Ｑ，即　

Ｒ与Ｒ　的并联值为５０　Ｑ。通常设计Ｒ＞＞５０　Ｑ，Ｒ　一５０　Ｑ；（３）尽量减小电路中的杂散参数（元器件的电感、电　

容，连线电感以及分布电容等），使积分器的响应满足测试要求。　

实验中采用了３种参数的积分器，参数见表１（表中的工作频率范围是由频响分析获得的）。实验结果和　

频响分析表明积分器１的响应基本满足测试要求。　

裹１积分器参数裹　

Ｔａｂｌｅ　１　ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　

Ｒ／ｋｆｌ　

１．ＯＯ　

４．３Ｏ　

Ｏ．２２　

Ｃ／ｎＦ　

１　

１　

１Ｏ　

ＲＣ　ｔｉｍｅ　ｃｏｎｓｔａｎｔ／ｐ．ｓ　

１．０　

Ｒ　／ｎ　

５Ｏ　

５Ｏ　

６６　

ｂａｎｄｗｉｄｔｈ／ＭＨｚ　

Ｏ．６Ｏ～８．ＯＯ　

Ｏ．１５～６．ＯＯ　

Ｏ．１８～２．００　

４．３　

２．２　

３探测器实验　

阳加速器５Ｏ　ｋｖ短路实验时，水传输线入口处Ｄ－ｄｏｔ探测器与原有电容分压器的测量波形见图４。Ｖ　为　

Ｄ－ｄｏｔ探测器的测试波形，Ｖ。为电容分压器波形。对比原有电容分压器的测试波形，使用积分器１的测试结果　

较好。　

：　时　…ｌ　ｌ　。

：　Ｉｎ　

２００　ｎｓ／ｄｉ　ｘ　

：　

２００　ｎｓ／ｄ『、　

２００　ｎｓ／ｄＩＶ　

ｌＣ）ｍｏｎｌｆｏ　ｒ、、ｔｔｈ　ＲＣ　ｉｎｔｅｇ　ｒａｌｏ　ｒ　３　

（ａ）ｍｏｎｉｔｏ　ｒ　ｗｌｆＩ１　ＲＣ　ｉｎｔｅｇ　ｒａｔｏｒ　Ｉ　ｌｂ）ｉＴｉｏｎｌｔｏ　ｒ　ｗＩ１ｈ　ＲＣ　ｉｎｌｃｇｒａｌｏ　ｒ　２　

Ｆｉｇ．４　Ｄ－ｄｏｔ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｏｕｔｐｕｔｓ　ｆｏｒ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　ｓｈｏｔｓ　

图４加速器实验时Ｄ－ｄｏｔ测量的电压波形　

用【）Ｉｄｏｔ探头和积分器１进行多次测量，并通过与原有电容分压器的测量值对比，可以得到该探测器的灵　

敏度为３７．４（１－１－３￣）ｋＶ／Ｖ。因此该探测器测试较为稳定。　

值得注意的是，当调整部分尺寸使探头缩进外筒约１　ｍｍ时，探测器灵敏度改变为４９．４　ｋＶ／Ｖ，与前面的　

实验值偏差约３０％。这是由于探头位置改变时，探头对内筒（高压极）的电场发生了变化，这一结果可以等效　

为结构电容的改变，从而改变了探测器灵敏度。因此，Ｄ－ｄｏｔ探测器必须在线标定；而且探头设计应采取轴向　

定位结构，以避免每次拆装探头后都必须重新标定。　

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８３２　强　激　光　与　粒　子　束　第１９卷　

４频响分析　

Ｐｓｐｉｃｅ软件对于给定的电路可以进行瞬态特性分析和交流频率特性分析　，是频响分析的理想工具。频　

响分析的第一步是列出等效电路，给出回路参数。对于Ｄ－ｄｏｔ探测器，探头对地电容和结构电感可以用同轴结　

构计算公式估计　，但积分器采用元器件焊接而成，元件杂散参数及分布参数都不能准确估算。因此，首先使　

用方波响应实验结合Ｐｓｐｉｃｅ软件瞬态模拟的方法来确定积分器回路参数（主要指杂散参数）。然后进行探测　

器频响的分析。　

４．Ｉ积分器频响分析　

４．１．１积分器杂散参数的确定　

用一个脉宽１００　ｎｓ，前沿约１　ｎｓ的信号源做积分器的输入，积分器１响应见图５（ａ），积分器２响应见图５　

（ｂ）。积分器的等效电路见图６，图中Ｒ　为积分电阻，Ｌ　为积分电阻的元件及连接电感，Ｃ　为积分电阻元件电　

容，Ｃ。为积分电阻对地分布电容；Ｃｚ为积分电容，Ｒ。为积分电容等效电阻，Ｌ。为积分电容的元件及连接电感；　

Ｒ。为匹配电阻，Ｌ。为匹配电阻的元件及连接电感。这些参数见表２。　

裹２积分器等效电路参数裹　

Ｔａｂｌｅ　２　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　

用该等效电路模拟的积分器１响应见图７（ａ），积分器２响应见图７（ｂ）。　

鲁　｝　

／　

／　

，

●　

一一

一　

广　，　Ｌ　

ｌ／　

Ｌ　

２０　ｎｓ／ｄｉｖ　２０　ｎｓ／ｄｉＶ　

（ａ）ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　１　（ｂ）ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　２　

０　

Ｆｉｇ．５　Ｓｑｕａｒｅ－ｗａｖｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　Ｆｉｇ．６　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　

～　

图５积分器的方波响应　

Ｖ　

图６积分器的等效电路　

●　

（ａ）ＲＣｊｎｔｅｇｒａｔｏｒ１．　．…　

一一／ｆＩ■—～　

０　

／　

／　

／　

／　

『　一　

Ｒ　

＼＼　Ｋ＜　０ｌｎＩ　ｅｇｒａｔｏｒ　

√　　。

／　

Ｉ　／２　

－Ｉ　

０。　

ｎ一２　

ｇｒａｔ　Ｖ　

Ｆｉｇ．７　Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　Ｆｉｇ．８　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ　

图７　积分器方波响应的模拟结果　图８积分器的幅频特性　

对比图５和图７可以看出，积分器等效电路的方波响应模拟结果与实验结果基本吻合，等效电路中的参数　

基本接近真实回路。　

４．１．２积分器频响分析　

对已确定的积分器等效电路进行频响分析，可以得到３个积分器的幅频特性，见图８。幅频特性曲线中，　

斜向下的直线部分是积分器可以正常工作的频率范围（这是由积分器数学运算条件决定的）。　

３个积分器不同的幅频特性为探测器实验结果（见图４）提供了解释。从原有电容分压器的测试波形看，被　

测信号主波前沿约５０　ｎｓ，对应最高频率约７　ＭＨｚ，且主波上存在约２０　ＭＨｚ的局部高频信号。从３种分压器　

的幅频特性可以看出：使用积分器１的探测器响应较好；使用积分器２的探测器对２０　ＭＨｚ的局部高频信号有　

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第５期　卫　兵等：阳加速器水传输线Ｄ－ｄｏｔ的设计、标定和实验　

削弱的作用，因此波形看起来较光滑；使用积分器３的探测器对２Ｏ　ＭＨｚ的信号有增强的作用，因此波形看起　

来波动大。　

４．２探测器频响分析　

估计探头的对地电容和结构电感得到探头的等效电路，结合ＲＣ积分器的等效电路，可以得到探测器的等　

效电路见图９，等效参数见表３。计算该电路的幅频特性见图１０。从幅频特性可以看出，探头的工作频率上限　

约２５　ＭＨｚ；受积分器的限制，探测器的工作频率范围是０．６～８．０　ＭＨｚ。　

裹３探　器等效电路参数裹　

Ｔａｂｌｅ　３　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　

Ｉ　“Ｊ．Ｉ　

’●’　

＞　

．

Ｊ　

Ｅ　

、　

ｏ　

ｖ，Ｓ　

／

　ｌ／／　　

∞　

＝　

ｏ　

／　／　

０、…，　

／　

／　

ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｋＨｚ　

Ｆｉｇ．９　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒ　Ｆｉｇ．１０　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒ　

图９探测器等效电路　图ｌ０探测器的幅频特性　

对于当前的测试信号，这一结果虽能被接受，但并不理想。从频响分析中可以得出：对于探头，其对地电容　

是影响其高频响应的关键因素；对于积分器，减小积分电阻自身电容和积分电容的电感对提高其高频响应有较　

大帮助。按上述原则可以提出如下改进：适当调整探头尺寸（如增加探头与地之间的绝缘距离等），将探头的对　

地电容减小；对于积分器，将积分电阻设置为几个电阻串联，尽量减小积分电阻自身电容；积分电容改为多个小　

电容并联，并注意尽量缩短焊接引脚，力图缩小电感量。　

修改后的探测器等效电路参数见表３，频响计算结果见图１１，探头的工作频率上限可达到约５Ｏ　ＭＨｚ，探　

测器的工作频率范围达到３５　ｋＨｚ￣２０　ＭＨｚ。在后续的工作中，将进行改进探测器的试验。　

一一　＾一　

１０’　

＞　

／

／　

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／　

Ｅ　

益１０　

墨　

／　

／　

、　，　

，　

／　／　

、　ｆ　

１０’　

／　

１０‘　ｌ０　１０　１０　１０’　ｌ０‘　

５００　Ｉ１Ｓ／ｄｌ、　

ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｋＨｚ　

Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｍｏｎｉｔｏｒ　Ｆｉｇ．１２　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　Ｄ－ｄｏｔ　

图ｌ１　改进探测器的幅频特性　

图１２　Ｄ－ｄｏｔ探测器标定结果　

５探测器标定　

Ｄ－ｄｏｔ探测器必须采用在线标定，用一个经线下标定过电阻分压器标定Ｄ－ｄｏｔ探测器。对于同轴传输　

线，电阻分压器安装在Ｄ－ｄｏｔ探头相对于轴线对称的位置，以避免分压器的引入影响探头位置的电场分布。采　

用传输线自身的信号做标定信号源最为方便；但如果传输线的电压较高，需要采用外输入信号源进行标定。　

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８３４　强　激　光　与　粒　子　柬　第ｌ９卷　

阳加速器３Ｏ　ｋＶ短路实验时水传输线人口处的电压不超过４００　ｋＶ，合理设计电阻分压器可以使水电阻沿　

面距离约１４　ＣＩＴＩ，沿面距离应当是足够的。因此选择３Ｏ　ｋＶ短路实验时传输线自身的信号进行标定。　

标定时的测试波形见图１２，图中　为Ｄ－ｄｏｔ的测试波形，　。为电阻分压器波形。由于低电压实验时主开　

关导通不好，造成信号前沿略缓，负载不匹配也造成反射较大。但这并不影响探测器的标定。Ｄ－ｄｏｔ探测器标　

定灵敏度为３６．５（１±４　）ｋＶ／Ｖ；考虑电阻分压器测量误差、示波器记录误差和标定回路中衰减器误差等因　

素，用误差传递公式可算出灵敏度误差约为±８％。　

６　结　论　

阳加速器水传输线Ｄ－ｄｏｔ探测器利用探头与高压电极之间的结构电容获得脉冲电压的微分信号，通过ＲＣ　

积分取得电压信号。实验结果表明：探头与水线阳极相对位置的微小改变也会对探测器灵敏度造成较大影响，　

因此探测器必须在线标定；而且探头应采取轴向定位结构，以避免探头拆装后灵敏度改变的问题。用线下标定　

过的电阻分压器比对测量的方法进行标定，电阻分压器安装在Ｄ－ｄｏｔ探头相对于轴线对称的位置，可以尽量减　

小由于分压器的引入对探头电场分布造成的影响；标定灵敏度为３６．５（１±８　）ｋＶ／Ｖ。用Ｐｓｐｉｃｅ电路仿真软　

件结合实验结果进行频响分析，可得探头的频率上限约２５　ＭＨｚ，受积分器的限制，探测器的工作频率范围是　

０．６～８．０　ＭＨｚ，只能满足目前测试信号的要求。改善探头高频响应的方法是减小其对地电容，改善积分器的　

关键是减小积分电阻自身电容量和积分电容器的电感；改进的效果需要进一步实验的验证。　

致谢马冰副研究员和宋盛义副研究员给予了有益的讨论和建议，在此表示衷心的感谢！　

参考文献：　

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［２３曾正中．实用脉冲功率技术引论［Ｍ］．西安：陕西科学技术出版社，２００３：１６０—１６１．（Ｚｅｎｇ　Ｚ　７－Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｈｉｇｈ　ｐｏｗｅｒ　ｐｕｌｓｅｔｅｃｈ—　

ｎｏｌｏｇｙ．Ｘｉ’ａｎ：Ｓｈａａｎｘｉ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００３：１６０—１６１）　

［３３刘金亮，怀武龙，霍哲，等．一种测量脉冲高电压的电容分压器［Ｊ］．强激光与粒子束，２０００，１２（１）：１２２—１２４．（Ｌｉｕ　Ｊ　Ｌ，Ｈｕａｉ　Ｗ　Ｌ，Ｈｕｏ　Ｚ，ｅｔ　

ａｌ＿Ａ　ｃｏｍｐａｃｔ　ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ　ｄｉｖｉｄｅｒ　ｆｏｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｐｕｌｓｅ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ．Ｈｉｇｈ　Ｐｏｚｏｅｒ　Ｌａｓｅｒ　ａｎｄ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｂｅａｍｓ，２０００，１２（１）；１２２—１２４）　

［４］Ｓｔｒｕｖｅ　Ｋ　Ｗ．Ｄｅｓｉｇｎ，ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＰＢＦＡ　Ｚ［－Ｃ］／／１１　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｕｌｓｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｆｅｒ—　

ｅｎｃｅ．１９９７：１３０４—１３０６．　

［５３贾新章．ＯｒＣＡＤ／Ｐｓｐｉｃｅ　９实用教程［Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版社，１９９９：９２—１０２．（Ｊｉａ　Ｘ　Ｚ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｔｕｔｏｒｉａｌ　ｆｏｒ　ＯｒＣＡＤ／Ｐｓｐｉｃｅ　９，　

Ｘｉ’ａｎ：Ｘｉｄｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，１９９９：９２—１０２）　

［６３清华大学电力系．冲击大电流技术［Ｍ］．北京：科学出版社，１９７８：７７．（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃｏｆ　Ｔｓｉｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｉｍｐｕｌｓｉｏｎ　ｈｉｇｈ　ｃｕｒｒｅｎｔ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｒｅｓｓ，１　９７８：７７）　

Ｄｅｓｉｇｎ，ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｄ－ｄｏｔ　ｍｏｎｉｔｏｒ　

ｆｏｒ　Ｙａｎｇ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　

ＷＥＩ　Ｂｉｎｇ．　ＧＵ　Ｙｕａｎ－ｃｈａｏ，　ＺＨＯＵ　Ｒｏｎｇ—ｇｕｏ，　ＹＡＮＧ　Ｌｉａｎｇ，　ＷＡＮＧ　Ｘｉｏｎｇ　

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　０厂Ｆｌｕｉｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＣＡＥＰ，Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ　９１９—１０８，Ｍｉａｎｙａｎｇ　６２１９００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａ　Ｄ－ｄｏｔ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　Ｙａｎｇ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ．Ａ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏ　

ｐｏｒｔｉｏｎａｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｗａｓ　ｇｉｖｅｎ　ｗｉｔｈ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｆｒｏｍ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｗａｓ　

ｇｉｖｅｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＲＣ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）ｗｅｒｅ　ｅｓｔｉｍａｔｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＯｒＣＡＤ／　

Ｐｓｐｉｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ａ　

ｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｗａｓ　ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ　ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｗｉｔｈ　ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ　ｄｉｖｉｄｅｒ　ｗｈｉｌｅ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　ｗａｓ　ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｔ　ｌｏｗｅｒ　Ｍａｒｘ－ｂａｎｋ　ｃｈａｒｇｅ　

ｖｏｌｔａｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　Ｄ－ｄｏｔ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｉｓ　ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｒｅｑｍｒｅｍｅｎｔ・　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；Ｄ－ｄｏｔ；　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；　ＲＣ—ｉｎｔｅｇｒａｔｅ；　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　

本文标签： 探头积分器电容探测器