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　　根据提问者的要求，怎么设计出一个输出10M~100MHZ，幅值1000伏的方波信号发生器？从这个问题分析，可以分为两部分：（1）设计出一个输出10M~100MHZ方波信号；（2）将方波信号幅值增大至1000V。

　　频率为10M~100MHZ的方波信号，那么它的周期为T=1/f，则周期在10ns~100ns之间。可以看出频率是非常高的，属于高频的范畴，高频电路设计还是相当有难度的，很多器件在高频电路当中无法使用。比如555定时器，这是输出方波最常用的芯片，设计信号发生器时，很多人会想起555定时器。

　　但是对于输出10M~100MHZ方波信号，555定时器是根本实现不了的，555定时器的最大输出频率大约为360KHZ左右，大于该频率输出波形会不规则或者出现故障。

　　10M~100MHZ的超高频方波信号虽然在设计上有点难，还是可以实现的，比如可以使用FPGA实现，FPGA的处理速度比DSP高多了，FPGA的时钟最高也就800M左右，使用FPGA进行分频，可以实现输出输出10M~100MHZ的方波信号（幅值3.3V）。

　　若是低频的方波信号，想要将其电压幅值增大至1000V，还是比较容易实现的，可是使用耐压大于1000V的晶体管或场效应管实现，但是想要实现将10M~100MHZ的超高频方波信号的幅值扩大至1000V，根本没有满足这样条件的三极管或场效应管，有高频的晶体管最高频率可达1GHZ以上，但是其耐压值一般几十伏，根本达不到1000V。

　　频率为10M~100MHZ的方波，其周期为10ns~100ns之间，在这个时间内要实现峰值为1000V的一个周期的方波，也就是说这个时间内要实现从0V升到1000V，然后从1000V降到0V的过程，可能吗？个人认为是完全不可能的。

　　以上是本人的观点，本人认为实现不了这样如此高频且高压的方波信号，若有高手认为可以实现的，可以谈谈你的观点，大家相互学习。

　　与其说这是一个技术问题，不如说这是一个工程师直觉的问题！

　　所谓工程师直觉，当然要建立在深厚的数理功底和丰富的实践经验之基础上。进而

　　1.对数据的敏感度；

　　2.知道电路设计的物理极限在哪里。

　　对于此问题，一个比较有工程师直觉的工程师，首先要抓住两个关键指标：

　　1. 10MHz~100MHz的方波；

　　2. 1000V的方波幅值。

　　对于这种近乎极端的情况，首先考虑的已经不是MOS管等功率半导体器件的耐压了，甚至首先都不用去考虑器件。如果还在想用什么样的半导体器件来实现该方案，那么我只能说你还缺乏工程师直觉，也对半导体器件不够了解。

　　如果一位硬件工程师对运放比较了解，或常用运放，我想对于这种场景首先想到的是——压摆率SR（Slew Rate）。

　　我们首先要问，对于这样的方波，0V到1000V电压上升所用的时间是多少？理想的方波，0V到1000V是瞬间突变的，显然那只存在于理论中。我们做一个妥协，认为用梯形波来近似方波。在频率确定的前提下，梯形波中1000V电平维持的时间越短，从0到1000V电压上升的时间越缓慢，那么梯形波的极限就是三角波。此时，我们可以算出来，在10MHz的频率约束下，此种场景下的最小压摆率为：

　　这是一个什么概念呢？

　　我们常用的运算放大器TL084的压摆率只有16V/us，这个数据在传统的电压反馈型运放中不算特别小的数据。那么再去ADI的官网找一个压摆率最大的电流反馈型运放，见下图

　　5500V/us几乎已经是ADI公布的压摆率最大的电流反馈型运放了。但注意看数据手册中说明5500V/us是4V阶跃下得到的，而问主问的方案，阶跃在1000V，高250倍之多。

　　接下来，再来思考电磁辐射的问题。学过电磁学理论的同学应该都知道“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”，而电场是电压的负梯度，电场的量纲是V/m，或者笼统地说——对于固定的两个点之间，电场的大小与电压成正比。大的dV/dt意味着大的电场变化，这样就非常容易向周围空间辐射电磁波，此种情景下，连基尔霍夫定律都不能用来分析电路了。如果仍然对此数据没概念，那么不妨同2.4GHz的WIFI信号做一个对比。

　　对于一个正弦电压信号，可以表示为

　　V=A*sin(wt)，这里角频率欧米茄用w代替（手机编辑，敬请谅解），对时间求一次导数后

　　所以可以说WIFI信号的压摆率与频率、幅值和相位有关系。而最大压摆率是幅值与角频率的乘积。WIFI功率放大器的直流电源电压幅值通常为1～2V，若为2V，则2.4GHz WIFI信号的最大压摆率约为30,170V/us，若为1V，则压摆率约为15,070V/us。与前述1000V，10MHz三角波是比较接近的。

　　然而，正弦波只有在电压过零点附近压摆率是最大的，其摆率是时刻在变化的，最小处在波峰和波谷，摆率为零。如果将正弦信号相位的-60°～60°之间的变化直线化。那么在WIFI信号中维持15,000V/us～30,000V/us压摆率的阶跃电压只有1.7V～3.4V（√3=1.73），远远小于1000V。那么就算1000V/10MHz三角波输出端没接天线的情况下，只要有一小段导线，就会向外辐射强烈的电磁波。如果与WIFI接相同阻抗的天线，那么1000V/10MHz三角波向外辐射电磁波的功率是WIFI天线辐射功率的约10万倍（阶跃电压的平方之比）的数量级。WIFI的辐射功率在0.1W～1W（我对当前路由器辐射功率具体数值不是很清楚，只是10来年前尝试设计过一个2.4GHz的射频功放，输出功率20dBm），那么可想而知1000V/10MHz三角波发生器的辐射功率是一个多么可观的数据。

　　综上所述，题主提出的问题已接近物理极限。用通常的电子电路是几乎不可能实现的。

　　电磁炉了解一下

　　脉冲磁控管的工作脉冲宽度可在 0.004～60微秒范围内变化，工作频率范围在250兆赫至120吉赫之间，脉冲功率从几十瓦到几十兆瓦，效率可达70%，寿命可达几万小时。脉冲磁控管广泛用于引导、火控、测高、机载、舰载、气象等各种雷达中。

　　连续波磁控管用于电子对抗、工业加热和微波理疗。功率在 400～1000瓦之间的廉价的连续波磁控管还广泛用于家用微波灶。为了不干扰雷达和通信设备的正常工作，医用、工业加热和烹调用磁控管的工作频率通常为915±25兆赫及2450±50兆赫。

　　这是一个材料题，原理上看起来不难，开关器件如何推的动是个问题