Sonda de voltaje alto resistiva con compensación de frecuencia mediante electrodo de compensación planar integrado en el diseño de placa de circuito impreso
Autores: Winkelholz, Jonas; Hitzemann, Moritz; Nitschke, Alexander; Zygmanowski, Anne; Zimmermann, Stefan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sonda de voltaje alto resistiva con compensación de frecuencia mediante electrodo de compensación planar integrado en el diseño de placa de circuito impreso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Divisores de voltaje resistivos
Función de transferencia no lineal
Componente de paso alto
Ancho de banda lineal
Resistores montados en superficie
Aislamiento de alto voltaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Los divisores de voltaje resistivos tienden a tener una función de transferencia altamente no lineal, ya que las capacitancias parásitas y las capacitancias no deseadas ejercen una influencia creciente con la frecuencia. La función de transferencia no lineal depende de la topología y resistencias utilizadas y consiste en un filtro paso bajo con un componente adicional de paso alto en el rango de GHz. Debido a la función de transferencia no lineal, la señal medida difiere de la señal de entrada original. Aquí presentamos un divisor de voltaje resistivo mejorado con capacidades de compensación adicionales para ampliar el ancho de banda lineal. Con este nuevo concepto, el ancho de banda lineal se mejora de 115 kHz a 88 MHz, manteniendo una impedancia de entrada CC de 10 M. Para el aislamiento de alto voltaje y una fabricación sencilla, se utilizan resistencias montadas en superficie en una placa de circuito impreso con un electrodo de compensación en el lado adyacente. El rendimiento de este divisor de voltaje resistivo se demuestra mediante la medición de una serie de pulsos de alto voltaje con una amplitud de 2.5 kV. El tiempo de subida del pulso medido es de aproximadamente 16 ns, lo que corresponde a una pendiente promedio de 150 V/ns. Finalmente, el divisor de voltaje resistivo desarrollado se utiliza con éxito para medir transitorios de alto voltaje rápidos requeridos para espectrómetros de movilidad iónica avanzados con fragmentación inducida por colisión integrada.
Descripción
Los divisores de voltaje resistivos tienden a tener una función de transferencia altamente no lineal, ya que las capacitancias parásitas y las capacitancias no deseadas ejercen una influencia creciente con la frecuencia. La función de transferencia no lineal depende de la topología y resistencias utilizadas y consiste en un filtro paso bajo con un componente adicional de paso alto en el rango de GHz. Debido a la función de transferencia no lineal, la señal medida difiere de la señal de entrada original. Aquí presentamos un divisor de voltaje resistivo mejorado con capacidades de compensación adicionales para ampliar el ancho de banda lineal. Con este nuevo concepto, el ancho de banda lineal se mejora de 115 kHz a 88 MHz, manteniendo una impedancia de entrada CC de 10 M. Para el aislamiento de alto voltaje y una fabricación sencilla, se utilizan resistencias montadas en superficie en una placa de circuito impreso con un electrodo de compensación en el lado adyacente. El rendimiento de este divisor de voltaje resistivo se demuestra mediante la medición de una serie de pulsos de alto voltaje con una amplitud de 2.5 kV. El tiempo de subida del pulso medido es de aproximadamente 16 ns, lo que corresponde a una pendiente promedio de 150 V/ns. Finalmente, el divisor de voltaje resistivo desarrollado se utiliza con éxito para medir transitorios de alto voltaje rápidos requeridos para espectrómetros de movilidad iónica avanzados con fragmentación inducida por colisión integrada.