Wysokonapięciowy generator impulsów

Artykuł opisuje zaskakująco prosty generator impulsów o dużej amplitudzie, do 500 V, a nawet jeszcze więcej, i o bardzo stromych zboczach. Takie generatory silnych impulsów o stromych zboczach bywają potrzebne do różnych celów, między innymi do sprawdzania i kompensacji dzielników i sond pomiarowych.

Budowę generatora impulsów o dużej amplitudzie i stromych zboczach planowałem od dawna. Ostatnio pojawiły się okoliczności, które pozwoliły doprowadzić zamierzenie do końca. Jedna to fakt, że kupiłem i doprowadziłem do pełnej sprawności zasilacz IZS5-71, którego napięcie wyjściowe można skokowo regulować w zakresie 0,1 V do 500,0 V. Druga to artykuł, dotyczący wysokoomowych dzielników napięcia stałego. Otóż aż się prosi, żeby „pociągnąć” temat dzielników i rozszerzyć go także na napięcia zmienne. Wiadomo jednak, że dzielniki, czyli tłumiki napięć zmiennych muszą być skompensowane, by współczynnik tłumienia był jednakowy w jak najszerszym paśmie częstotliwości.

Problem w tym, że jeśli mają to być dzielniki 100000:1 lub nawet 10000:1, to do ich testowania potrzebne są napięcia zmienne o dużej amplitudzie, nawet rzędu kilkuset woltów. Podstawowym przebiegiem jest sinusoida, ale jest ogromny problem, żeby zbudować przestrajany generator sinusoidalny o tak dużym napięciu wyjściowym, i jednocześnie o dużej częstotliwości i liniowości. W warunkach amatorskich jest to praktycznie niemożliwe. Jedyną szansą jest wykorzystanie impulsów prostokątnych o dużej amplitudzie i jak najbardziej stromych zboczach. Realizacja wysokonapięciowego generatora impulsowego też nie jest łatwa, ale realna nawet w warunkach amatorskich.

Fotografia 1 przedstawia mocno nietypowy wysokonapięciowy generator impulsów. Zbudowany jest na kawałku płytki uniwersalnej, zawiera dosłownie kilka elementów, a jeżeli chodzi o półprzewodniki, to widać tylko dwie diody 1N4148, które impulsów nie wytwarzają.

Na fotografii tytułowej widać rosnące zbocze impulsu. Warto zauważyć, że skala napięcia to 50 woltów na działkę, czyli że widzimy impuls 250-woltowy! Z kolei skala czasu to 10 nanosekund na działkę i oscyloskop pokazuje czas narastania 1,4 nanosekundy!

Impulsy o tak zadziwiających parametrach wytwarza niepozorny stary przekaźnik, pokazany na fotografii 2. Nie jest to jednak zwyczajny przekaźnik kontaktronowy, tylko specyficzny przekaźnik ze stykami zwilżanymi rtęcią. Stąd literki Hg w oznaczeniu i ostrzeżenie, żeby nie rozbierać obudowy. Stąd też strzałka z napisem UP (do góry) i właśnie dlatego przekaźnik w moim generatorze nietypowo zamontowany jest w pionie.

Bardzo pozytywnym zaskoczeniem jest zmierzona stromość zboczy – jest wręcz rewelacyjna. Na fotografii tytułowej widać zmierzony czas narastania – to 1,4 ns. Ale jak widać na fotografii 3, po rozciągnięciu skali czasu (2 ns/dz), zmierzony czas narastania 250-woltowego impulsu takiego prymitywnego generatora wynosi 1,28 ns.

Niewiarygodne, bo zgodnie z popularnym wzorem f = 0,35 / tr, pasmo przekracza 270 megaherców, a takie parametry impulsu pozwalają sprawdzić i przeprowadzić kompensację częstotliwościową dzielników napięcia – sond w paśmie grubo ponad 100 megaherców! Nawet gdyby parametry były dwa razy gorsze, to i tak jest rewelacja, jak na tak śmiesznie prosty układ o prymitywnej budowie!
(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w majowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 5/2026). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite, gdzie dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 15 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 5/2026 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.