专利名称：一种用于信号发生器的过载保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于信号发生器技术，特别关于DDS信号发生器技术，具体的 讲是一种用于信号发生器的过载保护装置。
背景技术：
信号发生器被广泛应用在科研、教学、工程等领域，用以产生各种信号波
形。其中，直接数字合成(DDS)信号发生器使用直接数字合成信号生成方法， 可以非常容易地创建或复制各种复杂的波形。
图1是现有DDS信号发生器的电路结构框图，信号发生器包括输入单元 101，用于输入波形幅度信息；存储单元102，用于存储波形数据；控制处理单 元103，用于根据输入单元101输入的波形幅度信息分别生成控制输出衰减单元 的衰减系数和控制输出放大单元106的增益系数并将波形数据传输给波形生成 单元104;波形生成单元104，将波形数据进行D/A转换、滤波后输出相应的波 形；输出衰减单元106，根据衰减系数对输出波形的电平进行衰减；输出放大单 元106，用于根据增益系数将输出衰减单元106衰减后的输出波形的电平进行放 大，输出控制单元107,输出输出放大单元106放大后的波形，显示单元108, 用于显示数据控制单元107输出的波形。
由于DDS信号发生器的输出控制单元107输出的波形的电压可以高达几十 伏， 一旦用户通过输入单元104输入的参数发生配置错误或者DDS信号发生器 受到外部干扰则很有可能会导致DDS信号发生器的部分元件输出过大的电压， 导致DDS信号发生器元件烧毁以及损坏DDS信号发生器外接的负载
实用新型内容
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本实用新型的目的在于提供一种用于信号发生器的过载保护装置，保 护信号发生器中的元件及信号发生器外接的负载不被过大的电压烧毁。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种用于信号发生器的过载保护 装置，所述的过载保护装置包括控制处理单元及连接于控制处理单元的波形 生成单元、输出衰减单元和输出放大单元，其特征在于，所述过载保护装置还 包括比较电平产生单元，所述比较电平产生单元的接收端与所述控制处理单元 连接，接收比较电平值以产生所述比较电平，所述比较电平产生单元的输出端 输出所述比较电平；衰减过载保护单元，所述衰减过载保护单元的第一输入端 与所述比较电平产生单元的输出端连接，所述衰减过载保护单元的第二输入端 与输出衰减单元的输出端连接；所述衰减过载保护单元比较所述输出衰减单元
衰减后的输出波形的电平是否大于所述比较电平，若是，则所述衰减过载保护
单元的输出端输出衰减过载信号至所述控制处理单元；所述控制处理单元的过 载信号输入端与所述衰减过载保护单元的输出端连接，接收所述衰减过载信号 并根据所述衰减过载信号关闭所述输出衰减单元的输出端。
本实用新型实施例的有益效果在于，能够有效保护信号发生器信号输出电 路上的元件，增长信号发生器的使用寿命，避免信号发生器以及外接负载因过 载发生损坏。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一 部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中
图1是现有DDS信号发生器的结构框图； 图2是本实用新型实施例1的DDS信号发生器的结构示意图； 图3是本实用新型实施例2的DDS信号发生器的结构示意图； 图4是本实用新型实施例3的DDS信号发生器的结构示意图； 图5是本实用新型实施例4的DDS信号发生器的结构示意7图6是本实用新型实施例4的DDS信号发生器的电路结构示意图； 图7是本实用新型实施例5的DDS信号发生器的结构示意图； 图8是本实用新型实施例5的DDS信号发生器的电路结构框图； 图9是本实用新型实施例6的DDS信号发生器的电路结构示意图； 图10是本实用新型实施例6的DDS信号发生器的电路结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方 式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施 方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
本实用新型实施例提供一种具有过载保护电路的直接数字合成信号发生 器。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
实施例l.-
如图2所示，为本实用新型实施例1的DDS信号发生器的结构，信号发生 器200包括输入单元201输入波形幅度信息和比较电压值。存储单元202存 储波形数据。控制处理单元203读取存储单元202中存储的波形数据并传输给 波形生成单元204，控制处理单元203将输入单元201输入的比较电压值输出给 比较电平产生单元209，根据输入单元201输入的波形幅度信息产生衰减系数和 增益系数并分别输出至输出衰减单元205和输出放大单元206。
波形生成单元204对将波形数据进行D/A转换和滤波以生成相应的输出波 形。比较电平产生单元209，根据比较电压值生成一个负比较电平或一个正比较 电平并将产生的负比较电平或正比较电平输出至衰减过载保护单元210的第一 输入端。
输出衰减单元205，根据衰减系数对输出波形的电平进行衮减并将衰减后的 输出波形输出至衰减过载保护单元210的第二输入端。衰减过载保护单元210， 判断输出衰减单元205衰减后的输出波形的负电平或正电平是否大于负比较电 平或正比较电平，若是，则衰减过载保护单元210的输出端输出衰减过载保护。控制处理单元203根据衰减过载保护信号关闭输出衰 减单元205的输出端，以防止输出衰减单元205衰减后的输出波形的负电平或 正电平大于输出放大单元206的额定电压，损毁输出放大单元206。
如果衰减过载保护单元210的判断结果为输出衰减单元205输出的波形的 负电平或正电平小于负比较电平或正比较电平，则输出衰减单元205将输出波 形输出至输出放大单元206，输出放大单元206根据增益系数将输出衰减单元 206衰减后的输出波形的电平进行放大。输出控制单元207将输出放大单元206 放大后输出波形输出至显示单元208进行显示。
实施例2:
如图3所示，为本实用新型实施例2的DDS信号发生器的结构，信号发生 器200包括输入单元201输入波形幅度信息和比较电压值。存储单元202存 储波形数据。控制处理单元203读取存储单元202中存储的波形数据并传输至 波形生成单元204，控制处理单元加3将输入单元201输入的比较电压值输出至 比较电平产生单元209，根据输入单元201输入的波形幅度信息产生衰减系数和 增益系数并分别输出至输出衰减单元205和输出放大单元206。
波形生成单元204对波形数据进行D/A转换和滤波以生成相应的输出波形。 比较电平产生单元209根据比较电压值生成负比较电平或正比较电平并将负比 较电平或正比较电平输出至衰减过载保护单元210的第一输入端和放大过载保 护单元2U的第一输入端。
输出衰减单元205根据衰减系数对输出波形的电平进行衰减并将衰减后的 输出波形输出至衰减过载保护单元210的第二输入端。衰减过载保护单元210 比较衰减后的输出波形的负电平或正电平是否大于负比较电平或正比较电平， 若是，则衰减过载保护单元210的输出端输出衰减过载保护信号至控制处理单 充203。控制处理单元203根据衰减过载保护信号关闭输出衰减单元205的输出 端，以防止输出衰减单元205衰减后的输出波形的负电平或正电平大于输出放 大单元206的额定电压，损毁输出放大单元206。
9如果衰减过载保护单元210的判断结果为衰减后的输出波形的负电平或正 电平小于负比较电平或正比较电平，则输出衰减单元205输出衰减后的输出波 形至输出放大单元206，输出放大单元206根据增益系数将衰减后的输出波形的电 平进行放大并将放大后的输出波形输出至放大过载保护单元211的第二输入端。
放大过载保护单元211，判断输出波形的负电平或正电平是否大于负比较电 平或正比较电平，若是，则放大过载保护单元210的输出端输出放大过载保护 信号至控制处理单元203。控制处理单元203根据放大过载保护信号关闭输出放 大单元206的输出端，以防止输出放大单元206输出的输出波形的负电平或正 电平大于输出控制单元207的额定电压，损毁输出控制单元207，进一步避免了 输出放大单元206放大后的波形的电压过大，损毁输出控制单元207连接的显 示单元208或信号发生器外接的负载。
实施例3:
如图4所示，为本实用新型实施例3的DDS信号发生器的结构，本实施例 与实施例2的区别在于，DDS信号发生器中只设置了放大过载保护单元211，以 判断输出放大单元206放大后输出波形的负电平或正电平是否大于比较电平产 生单元209产生的负比较电平或正比较电平；若是，则放大过载保护单元211 的输出端输出放大过载保护信号至控制处理单元203。控制处理单元203根据放 大过载保护信号关闭输出放大单元206的输出端。
实施例4:
如图5所示，为本实用新型实施例4的DDS信号发生器的结构，信号发生 器200包括输入单元201输入波形幅度信息和比较电压值。存储单元202存 储波形数据。控制处理单元203读取存储单元202中存储的波形数据并传输至 波形生成单元204,控制处理单元203将输入单元201输入的比较电压值输出至 比较电平产生单元209,根据输入单元201输入的波形幅度信息产生衰减系数和 增益系数分别输出至输出衰减单元205和输出放大单元206。
波形生成单元204对波形数据进行D/A转换和滤波以生成相应的输出波形。比较电平产生单元209根据比较电压值生成正比较电平并输出至正负比较电平 产生电路212。输出衰减单元205根据衰减系数对波形生成单元204生成的输出 波形的电平进行衰减。
图6是图5中实施例4的DDS信号发生器的电路结构示意图，如图6所示， 比较电平产生电路209输出的正比较电平输入至正负比较电平产生电路212中 运算放大器A的正相输入端，由运算放大器A的输出端输出正比较电平；运算放 大器A的输出端与运算放大器B的反相输入端连接，运算放大器A输出的正比 较电平经运算放大器B输出负比较电平。
运算放大器A输出的负比较电平输入至衰减过载保护单元210的比较器A 的反相输入端，输出衰减单元205衰减后的输出波形的输入至比较器A的正相 输入端；若衰减后的输出波形的负电平大于负比较电平时，比较器A输出低电 平。
运算放大器B输出的正比较电平输入至衰减过载保护单元210的比较器B 的正相输入端，输出衰减单元205衰减后的输出波形输入至比较器B的反相输 入端；当衰减后的输出波形的正电平大于正比较电平时，比较器B输出低电平。 如图6所示，只要比较器A和比较器B中的一个输出低电平，则衰减过载保护 210输出一低电平，即衰减过载保护信号至控制处理单元203。控制处理单元203 根据衰减过载保护信号关闭输出衰减单元205的输出端。
如果衰减过载保护单元210的判断结果为输出衰减单元205输出的波形的 负电平和正电平小于负比较电平和正比较电平，则输出衰减单元205的输出端 将输出波形输出至输出放大单元206，输出放大单元206根据增益系数将衰减后 的输出波形的电平进行放大。
如图6所示，运算放大器A输出的负比较电平被输入至放大过载保护单元 210的比较器C的反相输入端，输出放大单元206放大后的输出波形输入至比较 器C的正相输入端；当输出波形的负电平大于负比较电平时，比较器C输出低 电平。运算放大器B输出的正比较电平输入至放大过载保护单元210的比较器D的正相输入端，输出放大单元206放大后的输出波形被输入比较器D的反相输入端；当输出波形的正电平大于正比较电平时，比较器B输出低电平。如图6所示，只要比较器C和比较器D中的一个输出低电平，则放大过载保护单元的输出一低电平，即放大过载保护信号至控制处理单元203。控制处理单元203根据放大过载保护信号干比输出放大单元206的输出端。实施例5:
如图7所示，为本实用新型实施例5的DDS信号发生器的结构，图8是本实用新型实施例5的DDS信号发生器的电路结构示意图。本实施例与实施例4的区别在于，DDS信号发生器中只设置了衰减过载保护单元210，以判断输出衰减单元205输出的波形的负电平和正电平是否大于正负比较电平产生单元212产生的负比较电平和正比较电平；若是，则衰减过载保护单元210生成衰减过载保护信号，控制处理单元203根据衰减过载保护信号关闭输出衰减单元205的输出端以防损毁输出放大单元206。
实施例6:
图9是本实用新型实施例6的DDS信号发生器的结构示意图，图10是本实用新型实施例6的DDS信号发生器的电路结构示意图。本实施例与实施例5的区别在于，DDS信号发生器中只设置了放大过载保护单元211,以判断输出放大单元206输出的波形的负电平和正电平是否大于正负比较电平产生单元212产生的负比较电平或正比较电平；若是，则放大过载保护单元211生成放大过载保护信号并输出至控制处理单元203。控制处理单元203根据放大过载保护信号关闭输出放大单元206的输出端，以防损毁输出控制单元207及输出控制单元207连接的显示单元208或外接负载。
实施例1至实施例6中，输出控制单元可以是继电器控制的开关切换电路，也可以是光偶切换通断电路；输入单元201可以是键盘、鼠标、U盘接口以及与PC机相连的接口，如USB接口、 RS232、 LAN、 GPIB等；存储单元202可以是以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1权利要求1. 一种用于信号发生器的过载保护装置，所述的过载保护装置包括控制处理单元及连接于控制处理单元的波形生成单元、输出衰减单元和输出放大单元，其特征在于，所述过载保护装置还包括比较电平产生单元，所述比较电平产生单元的接收端与所述控制处理单元连接，接收比较电平值以产生所述比较电平，所述比较电平产生单元的输出端输出所述比较电平；衰减过载保护单元，所述衰减过载保护单元的第一输入端与所述比较电平产生单元的输出端连接，所述衰减过载保护单元的第二输入端与输出衰减单元的输出端连接；所述衰减过载保护单元比较所述输出衰减单元衰减后的输出波形的电平是否大于所述比较电平，若是，则所述衰减过载保护单元的输出端输出衰减过载信号至所述控制处理单元；所述控制处理单元的过载信号输入端与所述衰减过载保护单元的输出端连接，接收所述衰减过载信号并根据所述衰减过载信号关闭所述输出衰减单元的输出端。
2. 根据权利要求1所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于，所述过载保护装置还包括放大过载保护单元，所述放大过载保护单元的第一输入端与所述比较电平产生单元的输出端连接，所述第一过载保护单元的第二输入端与输出放大单元的输出端连接；所述放大过载保护单元比较所述输出放大单元放大后的输出波形的电平是否大于所述比较电平，若是，则所述放大过载保护单元的输出端输出放大过载信号至所述控制处理单元；所述控制处理单元的过载信号输入端与所述放大过载保护单元的输出端连接，接收所述放大过载信号并根据所述放大过载信号关闭所述输出放大单元的输出端。
3. 根据权利要求L或2所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于，所述比较电平产生单元旳输出端输出正比较电平。
4. 根据权利要求1或2所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在 于，所述比较电平产生单元的输出端输出负比较电平。
5. 根据权利要求3所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于， 所述衰减过载保护单元判断所述输出衰减单元衰减后的输出波形的正电平是否 大于所述正比较电平，若是，则所述衰减过载保护单元的输出端输出所述衰减 过载信号至所述控制处理单元。
6. 根据权利要求4所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于， 所述衰减过载保护单元判断所述输出衰减单元衰减后的输出波形的负电平是否 大于所述负比较电平，若是，则所述衰减过载保护单元的输出端输出所述衰减 过载信号至所述控制处理单元。
7. 根据权利要求3所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于， 所述放大过载保护单元判断所述输出放大单元放大后的输出波形的正电平是否 大于所述正比较电平，若是，则所述放大过载保护单元的输出端输出所述放大 过载信号至所述控制处理单元。
8. 根据权利要求4所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于， 所述放大过载保护单元判断所述输出放大单元放大后的输出波形的负电平是否 大于所述负比较电平，若是，则所述放大过载保护单元的输出端输出所述放大 过载信号至所述控制处理单元。
9. 根据权利要求3所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于， 其特征在于，所述过载保护装置还包括正负电平产生单元，所述正负比较电平产生单元的接收端与所述比较电平 产生电路的输出端连接，接收所述比较电平以产生正比较电平和负比较电平， 所述正负比较电平产生单元的第一输出端和第二输出端分别输出所述正比较电 平和负比较电平；所述衰减过载保护单元包括第一衰减过载保护模块、第二衰减过载保护模块和衰减过载信号生成模块；所述第一衰减过载保护模块的第一输入端与所述正负比较电平产生单元的 第一输出端连接，所述第一衰减过载保护模块的第二输入端与所述输出衰减单 元的输出端连接，所述第一衰减过载保护模块判断输出衰减模块衰减后的输出 波形的正电平是否大于所述正比较电平，若是则所述第一衰减过载保护模块的 输出端输出第一衰减过载信号；所述第二衰减过载保护模块的第一输入端与所述正负比较电平产生单元的 第二输出端连接，所述第二衰减过载保护模块的第二输入端与所述输出衰减单 元的输出端连接，所述第二衰减过载保护模块判断输出衰减模块衰减后的输出 波形的负电平是否大于所述负比较电平，若是则所述第二衰减过载保护模块的 输出端输出第二衰减过载信号；所述衰减过载信号生成单元的第一输入端和第二输入端，分别与所述第一 衰减过载保护模块和所述第二衰减过载保护模块的输出端连接；所述衰减过载 信号生成单元根据接收的第一衰减过载信号和/或第二衰减过载信号输出所述 衰减过载保护信号。
10.根据权利要求9所述的用于信号发生器的过载保护装置，其特征在于，所述放大过载保护单元包括第一放大过载保护模块、第二放大过载保护模块 和放大过载信号生成模块；所述第一放大过载保护模块的第一输入端与所述正负比较电平产生单元的 第一输出端连接，所述第一放大过载保护模块的第二输入端与所述输出放大单 元的输出端连接，所述第一放大过载保护模块判断输出放大模块放大后的输出 波形的正电平是否大于所述正比较电平，若是则所述第一放大过载保护模块的 输出端输出第一放大过载信号；所述第二放大过载保护模块的第一输入端与所述正负比较电平产生单元的 第二输出端连接，所述第二放大过载保护模块的第二输入端与所述输出放大单 元的输出端连接，所述第二放大过载保护模块判断输出放大模块放大后的输出波形的负电平是否大于所述负比较电平，若是则所述第二放大过载保护模块的输出端输出第二过载信号；所述放大过载信号生成单元的第一输入端与所述第一放大过载保护模块的 输出端连接，所述放大过载信号生成单元的第二输入端与所述第二放大过载保 护模块的输出端连接；所述放大过载信号生成单元根据接收的第一放大过载信 号和/或第二放大过载信号输出所述放大过载保护信号。
专利摘要本实用新型提供一种用于信号发生器的过载保护装置包括控制处理单元及连接于控制处理单元的波形生成单元、输出衰减单元和输出放大单元，该过载保护装置还包括比较电平产生单元，其接收端与控制处理单元连接，接收比较电平值以产生比较电平，其输出端输出比较电平；衰减过载保护单元，其第一输入端与比较电平产生单元的输出端连接，其第二输入端与输出衰减单元的输出端连接；衰减过载保护单元比较输出衰减单元衰减后的输出波形的电平是否大于比较电平，若是，则衰减过载保护单元的输出端输出衰减过载信号至控制处理单元；控制处理单元的过载信号输入端与衰减过载保护单元的输出端连接，接收衰减过载信号并根据衰减过载信号关闭输出衰减单元的输出端。
文档编号H02H7/20GK201270411SQ20082012266
公开日2009年7月8日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年9月25日
发明者李维森, 悦 王, 王铁军 申请人:王 悦;王铁军;李维森