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摘 要：據(jù)了解，該浪涌發(fā)生器的波形參數(shù)還沒(méi)在任何試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和文章有所介紹，本文通過(guò)電路分析計(jì)算出該浪涌發(fā)生器的波形參數(shù)，并且采用實(shí)測(cè)波形參數(shù)來(lái)證實(shí)這種電路分析計(jì)算方法的正確性。
關(guān)鍵詞：浪涌發(fā)生器；波形參數(shù)；波前時(shí)間 T1；半峰值時(shí)間 T2；時(shí)間常數(shù)τ；
1、 引言。
本文中的浪涌發(fā)生器是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB8898《音視、視頻及類似電子設(shè)備 安全要求》中 10.1 和 14.1 條款要求制做的專用試驗(yàn)儀器設(shè)備[1]。圖 1 是該浪涌發(fā)生器的試驗(yàn)電路，其產(chǎn)生的浪涌波形參數(shù)是由該電路參數(shù)決定的。
圖 1 浪涌發(fā)生器的試驗(yàn)電路圖
注：1）C1=1nF，R1=1kΩ，R2=4MΩ，R3=100MΩ，R4=100kΩ，R5=15MΩ。
2）R2 僅是對(duì)包含一個(gè)電容器的組件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)使用，采用開關(guān)選擇： “斷開”或“接通”。
3）開關(guān) S 為線路的高壓切換裝置。
2、 波形參數(shù)定義
1） 波前時(shí)間 T1
按國(guó)標(biāo) GB3482-1983《電子設(shè)備雷擊試驗(yàn)方法》中 1.1.1.1 條款定義[2]：指電壓為峰值 30%和 90%（圖 2 中的 A、B 點(diǎn)）的時(shí)間間隔乘以 1.67。即：T1＝1.67T。
圖 2 雷擊浪涌波形示意圖
2） 半峰值時(shí)間 T2
按國(guó)標(biāo) GB3482-1983《電子設(shè)備雷擊試驗(yàn)方法》中 1.1.1.3 條款定義：指由視在原點(diǎn)到電壓下降到峰值 50%時(shí)的時(shí)間間隔，見圖 2 的 T2。
3、 計(jì)算浪涌波形的波前時(shí)間 T1
按圖 1 試驗(yàn)電路產(chǎn)生的浪涌波形，當(dāng)未接試驗(yàn)樣品 X，即在開路狀態(tài)下，圖 1 電路可簡(jiǎn)化成圖 3 電路[3]。浪涌波形的波前時(shí)間由無(wú)感電阻 R1 和電容 C1 決定，在對(duì)輸出端進(jìn)行充電過(guò)程中，計(jì)算浪涌波形的波前時(shí)間 T1。
圖 3 簡(jiǎn)化試驗(yàn)電路圖
見圖 2，U0 電壓為輸出電壓，則有：
U0＝Uc（1-e-t/τ）t≥0
其中τ＝R1C1，通過(guò)上述方程式計(jì)算，有：
當(dāng) t＝0 時(shí)，U0＝0；當(dāng) t＝4τ時(shí)，U0≈Uc；
當(dāng) t＝0.35τ時(shí)，U0≈0.3Uc，即峰值電壓的 30%；當(dāng) t＝2.3τ時(shí)，U0≈0.9Uc，即峰值電壓的 90%；
按波前時(shí)間定義：
波前時(shí)間 T1＝（t90－t30）×1.67
即： T1＝（2.3τ－0.35τ）×1.67已知，R1＝1kΩ，C1＝1nF；則τ＝1μs
則計(jì)算出：波前時(shí)間 T1=3.25μs。
4、 計(jì)算浪涌波形的半峰值時(shí)間 T2
浪涌波形的半峰值時(shí)間由無(wú)感電阻 R 和電容 C1 決定，在輸出端進(jìn)行放電過(guò)程中，計(jì)算浪涌波形的半峰值時(shí)間 T2。
見圖 2，U0 電壓為輸出電壓，則有：
U0＝Uce-t/τt≥0
其中τ＝RC1，通過(guò)上述方程式計(jì)算，有：
當(dāng) t＝0 時(shí)，U0＝0；當(dāng) t＝4τ時(shí)，U0≈Uc；當(dāng) t＝0.69τ時(shí)，U0＝0.5Uc；
按半峰值時(shí)間定義：
半峰值時(shí)間 T2＝0.69τ（波前時(shí)間μs 級(jí)，可忽略）
已知 C1＝1nF，但 R 值在不同情況下試驗(yàn)測(cè)試，其值不同。
1）在 R2 接通狀態(tài)，采用分壓輸出端（1:1000）測(cè)量
R 值是 R2 與（R3+R4）并聯(lián)；由于 R2=4MΩ，而 R3+R4=100MΩ,那么：R = R2 ∥R3+R4）=3.84MΩ。
則有：半峰值時(shí)間 T2＝0.69τ＝2.64ms
2）在 R2 接通狀態(tài)，采用高壓探頭測(cè)量
采用美國(guó)泰克 P6015A 型高壓探頭從輸出端測(cè)量波形，該高壓探頭的負(fù)載（阻抗）是 100MΩ/3pF。
那么：R=R2∥（R3+R4）∥100MΩ=3.7MΩ
則有：半峰值時(shí)間 T2＝0.69τ＝2.55ms
3） 在 R2 斷開狀態(tài)，采用分壓輸出端（1:1000）測(cè)量那么：R=R3+R4≈100MΩ
則有：半峰值時(shí)間 T2＝0.69τ＝69ms
4） 在 R2 斷開狀態(tài)，采用高壓探頭測(cè)量
采用美國(guó)泰克 P6015A 型高壓探頭從輸出端測(cè)量波形，該高壓探頭的負(fù)載（阻抗）是 100MΩ/3pF。
那么：R=（R3+R4）∥100MΩ=50MΩ
則有：半峰值時(shí)間 T2＝0.69τ＝34.5ms
5、 實(shí)測(cè)波形參數(shù)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值比較
我們采用三臺(tái)賽寶 1065S 型浪涌發(fā)生器（www.gzsairui.com）進(jìn)行波形參數(shù)測(cè)試，見圖 4。測(cè)出波形數(shù)據(jù)與電路分析計(jì)算值相比較的情況，見表 1。
從表 1 中數(shù)據(jù)來(lái)看，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值比較一致，這可以證實(shí)上述的電路分析計(jì)算方法符合實(shí)際波形參數(shù)值。
圖 4 測(cè)量 1065S 型浪涌發(fā)生器波形參數(shù)連接圖
參考文獻(xiàn)：
［1］國(guó)標(biāo) GB8898-2001《音視、視頻及類似電子設(shè)備 安全要求》，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布，2001。
［2］國(guó)標(biāo) GB3482-1983《電子設(shè)備雷擊試驗(yàn)方法》，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布，1983。
［3］《電路分析基礎(chǔ)》，李翰蓀編寫，人民出版社出版，1981。