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高压大电流快脉冲技术在核物理技术、电子束、加速器、激光、HPM等许多现代科学技术领域都有广泛的应用。研究并确定纳秒脉冲下绝缘介质的击穿特性,对于开发紧凑型脉冲功率系统具有重要意义,而窄脉冲下的电流和电压波形均为快速变化的暂态量,具有电流大、电压高、频率含量丰富、电磁干扰大等特点,是电信号测量技术中的重点也是难点。为此本研究针对窄脉冲电参数的特点,设计了具有较强抗干扰能力的电压电流传感器,搭建测量电路系统,对测量系统进行了线性和非线性分析,并在此基础上进行了信号的数字处理,提出波形重建的概念和方法。 电压测量探头采用结构型电容分压器,该电压测量探头具有响应速度快、对被测量系统影响小,容易制作等优点。电流测量探头采用自积分的罗柯夫斯基线圈,自积分电阻的电感、电容要尽可能的小,并采用同轴结构。适当选择参数可以使波形达到满意的效果。 对测量系统的干扰来源进行了分析并提出了抗干扰措施。为防止波的反射与衰减要尽量避免信号传输线路截面的突变。此外,对电压、电流等信号的时间一频率特性进行分析也有助于从多方面认识研究对象。 电压测量系统的积分器、电流测量系统的积分电阻会对测量信号产生影响,测量出来的信号多少都会发生畸变,为了能更好再现原始信号真实波形。需要在有外界干扰和内部失真的情况下提取和辨识信号中所包含的有用信息,对畸变信号进行复原处理。本文将测量系统视为黑箱子并计算其参数,进而反演出测量对象的真实波形,并成功应用于纳秒脉冲信号预测、重建,理论与试验结果进行了印证,说明这些方法对快脉沖测量有广泛的适用性和开拓意义。