Wie kann eine Impulsspannung reduziert werden, die eine hohe Impedanz beibehält?

Das Problem, das Sie hier haben, ist dem sehr ähnlich, mit dem sich ein Oszilloskop-Designer befassen muss - Sie müssen eine Hochspannung an einen Niederspannungsschaltkreis anschließen, während Sie die Last an der Quelle minimieren und auch den Frequenzgang beibehalten, damit kurze Impulse nicht auftreten verzerrt.

Dazu verwendet der Eingangsdämpfer einen kompensierten Dämpfer. Es besteht aus einem ohmschen Dämpfungsglied zur Reduzierung der Niederfrequenz und der Gleichspannung sowie einem Dämpfungsglied aus Kondensatoren zur Reduzierung des Pegels der Wechselspannungssignale um den gleichen Betrag.

Das Beispiel, das ich unten zeige, ist einer passiven Oszilloskopsonde sehr ähnlich und hat eine Eingangsimpedanz von 10 Megaohm und dämpft sowohl niedrige als auch hohe Frequenzen um den gleichen Betrag. In diesem Fall um den Faktor 10. Ihr 60-V-Impuls erscheint als 6-V-Impuls am Ausgang.

Der Eingang Ihrer Schaltung sollte eine ausreichend hohe Eingangsimpedanz haben, damit der Ausgangswiderstand von 1 MOhm des Dämpfungsglieds nicht belastet wird.

Sie können die Widerstands- und Kondensatorwerte Ihren Anforderungen entsprechend ändern - das Verhältnis von Kondensatoren und Widerständen sollte gleich sein (in diesem Fall 9:1, um eine Dämpfung von 10 zu ergeben).

Der untere Kondensator sollte um den Wert der Eingangskapazität Ihrer Schaltung reduziert werden - wenn er beispielsweise eine Kapazität von 5 pF hat, sollte die 100-pF-Kapazität auf 95 pF reduziert werden. In Oszilloskopen wird einer der Kondensatoren variabel gemacht, um die Schaltung so einzustellen, dass die Dämpfung bei hohen und niedrigen Frequenzen gleich ist. Diese "Kompensation" wird eingestellt, während ein Signal beobachtet wird, das sowohl Hoch- als auch Niederfrequenzkomponenten hat, typischerweise eine Rechteckwelle bei etwa 1 kHz.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Es scheint, dass Sie eine Schaltung haben, die auf einen eingeschalteten FET angewiesen ist, um einen Strom in einer Induktivität aufzubauen, dann schaltet sich der FET aus, unterbricht den Strom und erzeugt einen kurzen 60-V-Impuls, der an Ihre "Testschaltung" angelegt wird. Es gibt viele Möglichkeiten, die Impulsspannung in dieser Schaltung zu reduzieren. Das Wesentliche dieser Schaltung ist, dass die Hochspannungsimpulserzeugung auf V = L* di/dt beruht.

1. Durch Verringern des Widerstands des Varistors wird die Impulsspannung verringert. Sie haben jedoch bereits gesagt, dass Sie eine hohe Impedanz aufrechterhalten müssen, daher gehe ich davon aus, dass Sie den Varistorwiderstand nicht verringern möchten.

2. Durch Verringern von L wird die Impulsamplitude gemäß V=L* di/dt verringert.

3. Das Reduzieren des Stroms durch die Induktivität, wenn der FET eingeschaltet ist, wird ebenfalls die Impulsspannung reduzieren, indem di/dt proportional reduziert wird. Sie können dies erreichen, indem Sie einen weiteren Widerstand in Reihe mit dem Drain des FET einfügen. Wenn Sie diesen Widerstand variabel machen, haben Sie sogar eine "Impulsamplitudensteuerung", ohne die Impedanz der vorliegenden Schaltung zu ändern (zumindest während des Impulses, wenn der FET ausgeschaltet ist).