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　　强激光与粒子束第21卷第3期2009年3月Vol.21,No.3Mar.,2009HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMS文章编号:100124322(2009)强光一号加速器测量电缆补偿技术李宪优,田耕,于丽娟,王玲,魏学荣(西北核技术研究所,西安710024)摘要:为满足快信号测试要求,提出了利用滤波器原理设计补偿器来提高传输线带宽,以减小信号在传输过程中的畸变和损失。针对强光一号加速器测试电缆特性,设计制作了小型化的带宽补偿器。通过采用该电缆补偿技术,强光一号加速器测量电缆补偿后的传输带宽达到200MHz,幅度为原始信号的1/3,满足了强光一号加速器测试电缆快信号传输的要求。给出了原始信号、未补偿信号及补偿后信号的比较结果,证明补偿后的信号明显比未补偿信号更接近原始信号,原始信号经电缆传输后造成的前沿损失和波形畸变通过带宽补偿器后获到了明显的补偿和修复。编制了专用补偿器设计软件,使补偿器初期设计中的极零对寻找、元器件参数计算等工作实现自动化。关键词:快信号;传输线;滤波器;带宽补偿;强光一号中图分类号:文献标志码:ATP873在快脉冲信号长距离测量系统中,当被测信号具有较宽的频谱时,就必须采用宽带传输技术。然而,当信号较快时,即使是高带宽的传输线也不能满足要求,而且长距离上传输时,传输线的带宽也变得很窄。因此,在快脉冲信号长距离测量系统中,传输系统往往是使测量信号发生畸变的主源。为了提高快脉冲信号长距离传输的质量,必须对传输线进行频带补偿。在国外,传输线频带补偿的相关技术研究和应用主要集中在核测试领域[1]。目前,由于模拟光缆高带宽传输技术的发展,长距离的电缆传输逐渐被模拟光缆代替[2]。但由于成本和使用方便的问题,在相对较短的距离上(小于500m)仍然以电缆传输为主,因此电缆的带宽补偿技术仍然有一定应用前景。本文分析了传输线的低通滤波器的特点,利用滤波器原理设计了高通滤波器特性的补偿器,用于补偿低通滤波器,使传输线造成的快信号损失和波形畸变得以补偿和修复,但由于采用的是无源补偿器,信号幅度将会减小。传输线带宽补偿原理传输线]可表示为G(ω)=A(ω,l)exp[-j

　　Zi时,通过调整极零对个数和各极零对的极点、零点频率,可以使带宽补偿的幅频衰减变化与传输线的幅频衰减变化形成相互补偿,就可以使设计的高通滤波器较好适应传输线的衰减趋势。已知传输线传输幅度衰减特性之后,由式(4)确定所需的带宽补偿的衰减特性要求,再确定极零对频率。其步骤为:首先将所需的带宽补偿的衰减特性作成曲线,并在此曲线上选择初步的零点频率,以每倍频程6dB的斜率作博德近似折线],即:在低于零点和高于极点频率范围上,用水平线来表示其幅度衰减特性,而在从零点到极点的频率范围内,则用每倍频程幅度衰减6dB的斜线来表示该频率范围内的幅度衰减特性[326]。依此,可根据需要找出多个极零对频率;然后计算初步选定的带宽补偿器幅度衰减特性 , 将得到的带宽补偿器的衰减特性与理 想 的 补 偿 器 特 性 进 行 比 较 , 根 据 偏 差 情 况 调 整 极 零 对 的 频 率 , 并 重 新计算 ; 这样反复几次 ,就可以逐步使带宽补偿器的衰 减特 性逼 近 理想 衰减 特 性 , 此 时 的极 零对 频 率 就 是 所要找的极零对频率 。 本工作可在自编辅助软件帮助下在计算机上快速实现 。 2 . 2 带宽补偿器结构及其参数确定 根据选择计算的极零对频率和极零对个数 ,来确定带宽补偿器的结 构和所用元件的参数 。当出现 Zi + 1