电声脉冲法空间电荷测量系统在绝缘样品上下电极之间施加周期性高压电脉冲。该脉冲的上升时间处于纳秒量级，持续时间可在5ns至200ns范围内调节。样品在承受高压脉冲的同时，持续施加直流高压电场，电场强度根据样品厚度和几何形状设定。直流电场使样品内部发生电荷注入和极化过程，进而在绝缘层中形成空间电荷的积累分布。
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每个高压脉冲作用于样品时，在材料内部产生瞬态电场扰动。该扰动电场与已积累的空间电荷发生力学耦合，使各位置处的电荷层受到瞬时电场力作用，从而产生相应的声压波。声压波的幅值与局部电荷密度成正比，其传播方向沿样品厚度方向向电极表面传播。不同电荷层产生的声波到达传感器的时间存在差异，浅层电荷的声波先到达，电荷的声波后到达，由此实现电荷位置的分辨。
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声波传播至样品下电极表面时，由紧贴电极安装的压电传感器接收。传感器将声压信号转换为电压信号，经宽带放大器放大后，由高速数字示波器采集记录。采集到的波形数据输入计算机，通过反卷积算法或标定曲线进行数值处理，去除系统传递函数的影响，获得电荷密度沿样品厚度方向的定量分布。通过连续记录多个高压脉冲下的信号波形，可追踪空间电荷随时间的动态变化过程，获得电荷积聚和消散的时间特性。
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