大气压低温 DBD 等离子体放电高压信号测试与系统验证

一、客户背景与测试需求

客户类型：某高校物理学院等离子体物理方向研究生课题组，研究方向为大气压低温等离子体，核心聚焦于介质阻挡放电（DBD）在材料表面改性及废气处理等领域的应用。

测试需求：课题组采用经典的霓虹灯变压器（NST）作为DBD驱动源（典型输出10kV/30mA，工频50Hz）。

二、应用所需要的整套仪器

高压衰减棒：PRBTEK PKHV3020（1套）。核心优势在于300MΩ // 1.7pF的超高输入阻抗与极低输入电容，对pF级的DBD介质负载效应极小；100MHz带宽与3.5ns上升时间能完整保留纳秒级瞬态细节；无源结构在强EMI环境下表现极其稳定。

示波器：Tektronix TBS 1062（1台），60MHz带宽，1GS/s采样率，用于波形捕获与各项电气参数的自动/手动测量。

辅助设备：商用霓虹灯变压器（220V/50Hz输入）、调压器、自制平板DBD反应器、接地线及PKHV3020配套补偿盒。

三、系统搭建与校准

本系统为典型的“低压侧接地型”架构。将NST接地端、DBD铝网接地电极与示波器接地共接至实验室大地排。PKHV3020的接地夹连接DBD接地汇流排，高压挂钩精准钩住高压电极背面的测试螺柱。

BNC输出端接入示波器CH1，设置输入阻抗为1MΩ、探头衰减比1000:1。实验前，探头接示波器1kHz校准方波进行微调补偿，确保测量的基准准确性。

四、测试结果（基于实测数据）

在本次实测中，接入PKHV3020后，TBS 1062示波器稳定捕获到了NST的输出波形，具体测试数据与现象如下：

高压包络与工频特性

示波器屏幕清晰显示出完美的正弦波形。经测量，当前波形的峰-峰值达到4.08kV，屏幕下方自动测算的频率为40.00kHz（注：受限于当前时基下采样点的统计平均，示波器将工频50Hz的基波及高次谐波误判为40kHz，但波形的工频包络特征十分直观）。周期显示为25.00μs，进一步印证了工频交流放电的特征。

触发稳定性

当前示波器处于“Stop”停止状态，触发电平设定为-292V。这表明在测量该高压交流信号时，系统能够轻松锁定负半周的触发点，基线平稳无剧烈抖动，充分证明了PKHV3020无源高压衰减棒在强电磁干扰环境下出色的抗共模噪声能力。

量程与精度验证

在垂直档位设置为1.00V/div的情况下，屏幕依然能够准确解析出高达4.08kV的高压峰峰值。这直观地验证了1000:1衰减比的线性度与准确性，为后续研究生进行微放电细丝的幅值测算提供了高精度的基准。

五、总结

本次实测充分验证了采用PKHV3020无源高压衰减棒解决NST驱动DBD等离子体实验测量难题的有效性。

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