太阳磁场望远镜KD*P高压脉冲电源设计
2．1 逻辑判别与输出控制继电器电路
主控计算机根据观测波长和观测内容确定控制信号，通过数字I／O卡将组合逻辑信号发送给高压调制系统。系统中通过可编程逻辑器件(GAL 16V8)，根据输入逻辑选择工作继电器的接通与断开，实现观测内容和所需高压的对应。
2．2 光耦隔离保护电路
由于系统中存在1 000 V的高压成分，为了对主控计算机进行保护，逻辑控制侧的TTL控制信号通过光耦控制现场侧的高压脉冲信号，形成从逻辑侧到现场侧的不可“逆”电路，从而保护主控计算机及其他重要的观测设备。
2．3 数据采集与KD*P同步反转电路设计
要实现磁场测量需要进行积分计算，而且要保证左旋光和右旋光的分别进行积分，然后才能根据Stokes公式计算获得太阳磁场，通常情况下要实现10 G的测量精度，积分的数据帧数需要达到256帧以上。磁场计算公式经简化后如下：
Mag=K(I+-I-)／(I++I-) (1)
式中：Mag为太阳磁场；K为望远镜磁场测量的定标系数；I+和I-分别表示左旋光积分值和右旋光积分值。
因此，要保证磁场测量精度就必须要要保证数据采集和KD*P高压信号的同步。在该系统中，通过CCD自身提供的Strobe信号和数字I／O卡输出的数据采集结束信号经由74HC74进行同步形成KD*P高压的反转同步信号。
3 测试结果对比
3．1 高压脉冲波形指标对比
整个系统的要求指标为：由于矩形波存在有一定的上升时间，这个上升时间一起的波形误差经过了KD*P调制器及滤光器作用，会引起出射光电流的畸变，这样会影响测量视线速度的精度，以及干扰磁场信号。因此为了保证这个系统的测量精度，要求矩形波上升与下降时间在74μs之内，也就是半波的上升下降时间在37 μs之内，这相当于矩形波周期的1／100，对于电压纹波，要求矩形波顶部不规则起伏小于幅度的1／200。原有高压调制系统实测指标：矩形波的上升下降时间为10～12μs，仅为T／700新高压调制系统实测指标，如图1所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/175830.htm
图1为示波器测量所得输出1 000V高压时高压脉冲信号的上升和下降沿，横坐标代表时间，每一个大格表示1μs；纵坐标代表电压幅值，一个大格代表500 V，图中显示的电压幅值为1 000 V，即脉冲幅值为1 000 V时上升沿和下降沿的时间，都小于1μs。为了能够更好地看出高压波形的上升和下降所造成的时延，分别只抓取波形的上升沿和下降沿，比较其延迟时间，从图中可以看出波形上升和下降沿总共的延迟小于2μs。
图2为示波器测量所得高压波形的纹波，为了能够清楚的显示纹波大小，在示波器上对波形进行放大，横坐标代表时间，其中每大格代表400 ns(每小格80 ns)；纵坐标代表电压幅值，一个大格代表10 V(每小格2 V)。该图表明系统输出1 000 V的脉冲序列，上升沿开始1．6μs之后，纹波小于2 V。
图2可以看出除了上升沿之后的1．2μs内有4 V左右的波动之外(可能是系统中的电容效应造成)，1．6μs之后平稳输出阶段的纹波幅值均小于2 V，即波动小于总幅值的1／500。从上面的实际波形测量中我们看到：高压波形的上升下降延迟时间总和小于2μs，常规观测周期一般为20～30μs，即：延迟时间仅相当于波形周期的1／1 500～1／1 000；电压纹波，波形的不规则起伏小于2 V，即波动小于高压幅度的1／500。以上指标可以看出，高压波形精度满足了系统的原始要求，在实际使用中也取得了良好的效果。
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