专利名称：一种可编程伪随机多频信号芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可编程伪随机多频信号芯片，尤其是涉及一种只需提供控制信号即可产生多频伪随机信号源，并提供IGBT模块死区保护功能的可编程伪随机多频信号芯片。
背景技术：
电法勘探接收机测量电法勘探中的电场和磁场信号，为了对接收机进行标定，或检测接收机的故障，需要电法勘探接收机专用的信号发生器。美国ZONGE公司生产的GDP-32 II多功能电法接收机、加拿大凤凰公司生产的V-8多功能电法接收机，使用双极型方波和一定占空比的方波作为信号发生器波形。由于这些双极型方波和一定占空比的方波带宽有限，同时GDP-32 II和V-8接收机的信号发生器频率按指数增加，频率分辨率不高，因而无法对接收机进行精确标定。而现有接收机测量的电场和磁场信号的波形，除了各种占空比的方波外，还包括各种伪随机波形、用户自定义波形，波形的复杂度和带宽也相应提高，由此，一方面对频率分辨率提出了更高要求，另一方面，又要求对接收机进行快速标定。现有电法勘探信号发生器无法满足电法勘探的上述要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种仅需提供控制信号即产生多频伪随机信号源，产生的信号精度高，时延少的可编程伪随机多频信号芯片。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的其包括高频信号分频器模块，相位同步控制模块，伪随机多频信号合成模块，IGBT-H型逆变桥死区控制模块，过流和报警信号处理模块，时钟源模块，所述相位同步控制模块与伪随机多频信号合成模块相连，所述伪随机多频信号合成模块与IGBT-H型逆变桥死区控制模块，所述IGBT-H型逆变桥死区控制模块与时钟源模块、过流和报警信号处理模块、过流和报警信号处理模块分别相连，所述时钟源模块与过流和报警信号处理模块、过流和报警信号处理模块相连，所述过流和报警信号处理模块与IGBT-H型逆变桥相连，所述高频信号分频器模块与相位同步控制模块相连。经电连接后将其编程于可编程逻辑电路芯片中。
本发明所述各模块均有现有技术可供利用。
本发明工作方式输入分频控制选择信号，输入频率组高频时钟信号，输入频率组低频同步信号，输入死区延时时钟信号。输出正负相反的一对伪随机多频信号。
由高频信号分频模块输入一个高频信号至多频信号合成模块，再由相位同步控制模块输入一个低频信号到多频信号合成模块进行多频信号同步。多频信号合成模块输出信号至IGBT逆变桥进行信号处理，输出一对正负相反的伪随机多频信号。由一个时钟源模块进行控制。通过过流和报警模块进行保护。
本发明有益效果只需要提供控制信号即可产生多频伪随机信号源；产生的信号精度高，时延少，并提供了IGBT模块死区保护功能。
图1为本发明一实施例的方框图。
图2为图1所示实施例的一种实现电路图。
具体实施例方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参照图1，本实施例包括高频信号分频器模块1，相位同步控制模块2，伪随机多频信号合成模块3，IGBT-H型逆变桥死区控制模块4，过流和报警信号处理模块5，时钟源模块6，所述相位同步控制模块1的U4口与伪随机多频信号合成模块3的U5口相连，伪随机多频信号合成模块3的U7口与IGBT-H型逆变桥死区控制模块4的U8口相连，IGBT-H型逆变桥死区控制模块4的U9口与时钟源模块6的U10口相连，IGBT-H型逆变桥死区控制模块4的U11口与过流和报警信号处理模块5的U13口相连，IGBT-H型逆变桥死区控制模块4的U12口与过流和报警信号处理模块5的U14口相连，时钟源模块6的U15口与过流和报警信号处理模块5的U17口相连，时钟源模块6的U16口与过流和报警信号处理模块5的U18口相连，过流和报警信号处理模块5的U19口与IGBT-H型逆变桥7的U20口相连，高频信号分频器模块1的U21口与相位同步控制模块2的U22口，相位同步控制模块2的U1口外接，高频信号分频器模块1的U3口外接。
参照图2。所述高频信号分频器模块1由4个JK触发器串联组成2、4、8、16分频器，输出2、4、8、16分频信号。再输入到一个74151八选一数据选择器中。数据选择控制信号由外部输入。74151的数据输出端输出0、2、4、8、16分频信号；所述相位同步控制模块2由一个d触发器、1个与非门、2个或门和1个非门构成，同步信号控制模块2需要输入激励信号和低频同步信号(由U1口)。它在激励信号和低频同步信号同为低电平的时候输出一个负跳边信号输出至下一级电路用于同步，在非同步期间输出一直输出高电平。所述伪随机多频信号合成模块3从高频信号分频器模块1输入，经过分频后的激励信号和从同步信号控制模块2输入的同步信号，输出伪随机多频信号。所述伪随机多频信号合成模块3由1个d触发器、5个JK触发器、5个四与非门、7个三与非门、1个二与非门、1个十二或门、2个非门组成，5个JK触发器和1个二与非门、1个三与非门、1个四与非门组成分频器，输出2、4、8、16、32分频信号；其他元件构成组合逻辑电路，将这5种频率的信号进行逻辑运算，输出合成的5频伪随机信号(如果需要输出更多频的伪随机信号，只需要添加更多的jk触发器和组合逻辑运算电路即可)。D触发器负责锁存运算结果，并输出伪随机信号。同步信号连接到各JK触发器和d触发器的清零端，当同步信号发生负跳边时，所有的触发器复位，重新开始计数和运算。伪随机多频信号合成模块3从分频模块输入，经过分频后的激励信号和从同步信号控制模块输入的同步信号。输出伪随机多频信号。所述IGBT模块死区控制延时模块4由2个d触发器、4个74197四位计数器、6个非门、2个八输入与门构成。IGBT模块死区控制延时模块输入伪随机多频信号，输入延时计时时钟信号。输出一对正负相反的伪随机多频信号。这一对信号不是完全相反，通过防死区延时模块可以调节，在他们相互变化时会有几十微秒的时间同时为低电平。这样就可以保证IGBT智能模块内部所有桥臂不会发生同时导通，从而导致桥臂短路。伪随机多频信号由前级输入，通过非门先变为一正一负一对信号，分别接到一个d触发器进行锁存。D触发器的翻转时钟分别由另一个触发器的输出控制计数器经过计数器的计数延时后提供。每个触发器都由2块74197组成16位计数器和八与门对时钟进行256次计数延时，每256个时钟周期输出一个触发器翻转脉冲。所构成的两个触发器形成互相锁定的状态，即只有另一个触发器翻转成低电平并经过计数器计数延时后触发器才会翻转成高电平。触发器的清零根据输入的多频信号直接进行翻转。所述过流报警保护控制模块5由两个四与非门组成，它提供总输出信号的输出允许控制，输入为过流保护信号、模块报警信号、输出允许信号和最终要输出的多频伪随机信号。只有当过流保护输入、模块报警输入、输出允许输入引脚都为高电平的时候，才会输出多频伪随机信号。只要这几路输入中间任意一路输入变为低电平，整个电路就只输出低电平，则逆变模块停止工作。
权利要求
1.一种可编程伪随机多频信号芯片，包括高频信号分频器模块，相位同步控制模块，伪随机多频信号合成模块，IGBT-H型逆变桥死区控制模块，过流和报警信号处理模块，时钟源模块，其特征在于，所述相位同步控制模块与伪随机多频信号合成模块相连，所述伪随机多频信号合成模块与IGBT-H型逆变桥死区控制模块，所述IGBT-H型逆变桥死区控制模块与时钟源模块、过流和报警信号处理模块、过流和报警信号处理模块分别相连，所述时钟源模块与过流和报警信号处理模块、过流和报警信号处理模块相连，所述过流和报警信号处理模块与IGBT-H型逆变桥相连，所述高频信号分频器模块与相位同步控制模块相连，经电连接后将它们编程于可编程逻辑电路芯片中。
全文摘要
本发明公开了一种可编程伪随机多频信号芯片，其相位同步控制模块与伪随机多频信号合成模块相连，伪随机多频信号合成模块与IGBT－H型逆变桥死区控制模块，IGBT－H型逆变桥死区控制模块与时钟源模块、过流和报警信号处理模块、过流和报警信号处理模块分别相连，时钟源模块与过流和报警信号处理模块、过流和报警信号处理模块相连，所述过流和报警信号处理模块与IGBT－H型逆变桥相连，所述高频信号分频器模块与相位同步控制模块相连。经电连接后将其编程于可编程逻辑电路芯片中。本发明只要提供控制信号即可产生多频伪随机信号源；产生的信号精度高，时延少，并提供了IGBT模块死区保护功能。
文档编号H03L7/00GK101072028SQ20071003480
公开日2007年11月14日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者何继善, 尹文斌, 宾亚新, 杨振, 杨威 申请人:湖南继善高科技有限公司