专利名称：脉冲放大电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉冲放大电路。
背景技术：
脉冲放大电路广泛应用于信号的处理中，常用的脉冲放大电路不能提供精确的电路参数，如果需要其性能参数能达到最大脉冲输出幅度100V、最小过渡时间7ns以及0.1%的幅度分辨率和1%的幅度准确度的精度，亟待提供一种脉冲放大电路，以实现上述参数要求。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于:提供一种脉冲放大电路，其性能参数能达到最大脉冲输出幅度100V、最小过渡时间7ns以及0.1%的幅度分辨率和1%的幅度准确度。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种脉冲放大电路，包括时钟分配单元、驱动放大单元、功率放大单元、脉冲极性变换电路、幅度控制单元、高压供电单元和命令译码单元；时钟分配单元与驱动放大单元连接，驱动放大单元与功率放大单元连接，功率放大单元与脉冲极性变换电路连接，幅度控制单元与驱动放大单元连接，高压供电单元与功率放大单元连接,命令译码单元与时钟分配单元连接；时钟分配单兀接收脉冲输入信号并产生差分脉冲信号进而将差分脉冲信号传送给驱动放大单元，驱动放大单元接收差分脉冲信号并将其转换为脉冲电流进而输出给功率放大单元，脉冲电流在功率放大电路中叠加并转换为高速、高压脉冲信号进而被传送给脉冲极性变换电路，脉冲极性变换电路接收高速、高压脉冲信号并将其转换为正或者负的脉冲电压，实现了脉冲极性变换进而输出脉冲输出信号，幅度控制单元通过改变流经驱动放大单元的脉冲电流来控制输出的脉冲输出信号的电压幅度，高压供电单元改变提供给功率放大电路的直流高压以降低直流功耗。作为本实用新型的优选方案，时钟分配单元包括两个1: 9的ECL时钟分配器，两个ECL时钟分配器产生18对同相位的ECL差分脉冲信号。作为本实用新型的优选方案，驱动放大单元包括18个差分放大模块，每个差分放大模块接收一对差分脉冲信号并转换为脉冲电流输出。作为本实用新型的优选方案，功率放大单元包括单管共栅极MOSFET功率放大电路，单管共栅极MOSFET功率放大电路将脉冲电流转换为高速、高压脉冲信号。作为本实用新型的优选方案，脉冲极性变换电路包括至少一个继电器，通过切换外部负载两个端点在电路中的接入位置从而得到相对于大地的正或者负的脉冲电压进而实现脉冲极性变换。作为本实用新型的优选方案，幅度控制单元通过改变18个差分放大模块的脉冲电流输出以控制脉冲输出信号的电压幅度。[0013]作为本实用新型的优选方案，高压供电单元包括电压反馈控制环路，电压反馈控制环路根据驱动放大单元输出的脉冲电流大小，改变提供给功率放大单元的直流高压，从而降低MOSFET功率管上的直流功耗。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:1、提供一种脉冲放大电路，其性能参数能达到最大脉冲输出幅度100V、最小过渡时间7ns以及0.1%的幅度分辨率和1%的幅度准确度。
图1是本实用新型的结构示意图；以及图中标记:1_时钟分配单元，2-驱动放大单元，3-功率放大单元，4-脉冲极性变换电路，5-命令译码单元，6-高压供电单元，7-幅度控制单元。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。整个电路由七个单元组成，分别是时钟分配单元1、驱动放大单元2、功率放大单元3、脉冲极性变换电路4、幅度控制单元7、高压供电单元6和命令译码单元5。时钟分配单元I与驱动放大单元2连接，驱动放大单元2与功率放大单元3连接，功率放大单元3与脉冲极性变换电路4连接，幅度控制单元7与驱动放大单元2连接，高压供电单元6与功率放大单元3连接,命令译码单元5与时钟分配单元I连接；脉冲放大电路的工作原理:脉冲输入是差分的高速ECL信号，时钟分配单元由两个1: 9的ECL时钟分配器组成，可产生18对同相位的ECL差分脉冲信号。相应的，驱动放大单元也由18个差分放大模块组成，每个模块接收一对差分脉冲信号，并精确地转换为脉冲电流输出，这18路同相的脉冲电流在功率放大电路中叠加。功率放大单元中设计了一个单管共栅极MOSFET功率放大电路，将脉冲电流转换为高速、高压脉冲信号。脉冲极性变换电路由几个继电器组成，由于脉冲放大单元的电压参考点与大地隔离，通过切换外部负载两个端点在电路中的接入位置，则可得到相对于大地的正或者负的脉冲电压，也即实现了脉冲极性变换。输出脉冲信号的电压幅度是通过改变18个差分放大模块的脉冲电流来控制的。18路脉冲电流分为四组，各组电流的比例是1:2:6: 9，各组脉冲电流的大小由各自的可变恒流源电路控制，采用了 12-bits的精密D/A变换器控制恒流源的电流变化，从而最终达到了万分之三的脉冲输出幅度分辨率。高压供电单元内部有一个电压反馈控制环路，电压反馈控制环路可以根据驱动放大单元输出脉冲电流的大小，自动改变提供给功率放大电路的直流高压，从而降低了 MOSFET功率管上的直流功耗。本实用新型提供的脉冲放大电路能够在50欧姆负载上输出I 50Vp_p的高速脉冲信号，脉冲的上升/下降时间小于7ns ;负载为高阻时，则脉冲幅度可达lOOVp-p ;经过软件补偿算法，输出脉冲幅度的准确度优于土 1%。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种脉冲放大电路，其特征在于，包括时钟分配单元、驱动放大单元、功率放大单元、脉冲极性变换电路、幅度控制单元、高压供电单元和命令译码单元； 时钟分配单元与驱动放大单元连接，驱动放大单元与功率放大单元连接，功率放大单元与脉冲极性变换电路连接，幅度控制单元与驱动放大单元连接，高压供电单元与功率放大单元连接，命令译码单元与时钟分配单元连接； 时钟分配单元接收脉冲输入信号并产生差分脉冲信号进而将差分脉冲信号传送给驱动放大单元，驱动放大单元接收差分脉冲信号并将其转换为脉冲电流进而输出给功率放大单元，脉冲电流在功率放大电路中叠加并转换为高速、高压脉冲信号进而被传送给脉冲极性变换电路，脉冲极性变换电路接收高速、高压脉冲信号并将其转换为正或者负的脉冲电压，实现了脉冲极性变换进而输出脉冲输出信号，幅度控制单元通过改变流经驱动放大单元的脉冲电流来控制输出的脉冲输出信号的电压幅度，高压供电单元改变提供给功率放大电路的直流高压以降低直流功耗。
2.如权利要求1所述的脉冲放大电路，其特征在于，时钟分配单元包括两个1: 9的ECL时钟分配器，两个ECL时钟分配器产生18对同相位的ECL差分脉冲信号。
3.如据权利要求1所述的脉冲放大电路，其特征在于，驱动放大单元包括18个差分放大模块，每个差分放大模块接收一对差分脉冲信号并转换为脉冲电流输出。
4.如权利要求1所述的脉冲放大电路，其特征在于，功率放大单元包括单管共栅极MOSFET功率放大电路，单管共栅极MOSFET功率放大电路将脉冲电流转换为高速、高压脉冲信号。
5.如权利要求1所述的脉冲放大电路，其特征在于，脉冲极性变换电路包括至少一个继电器，通过切换外部负载两个端点在电路中的接入位置从而得到相对于大地的正或者负的脉冲电压进而实现脉冲极性变换。
6.如权利要求1所述的脉冲放大电路，其特征在于，幅度控制单元通过改变18个差分放大模块的脉冲电流输出以控制脉冲输出信号的电压幅度。
7.如权利要求1所述的脉冲放大电路，其特征在于，高压供电单元包括电压反馈控制环路，电压反馈控制环路根据驱动放大单元输出的脉冲电流大小，改变提供给功率放大单元的直流高压，从而降低MOSFET功率管上的直流功耗。
专利摘要本实用新型涉及脉冲放大电路领域，一种脉冲放大电路，包括时钟分配单元、驱动放大单元、功率放大单元、脉冲极性变换电路、幅度控制单元、高压供电单元和命令译码单元；时钟分配单元与驱动放大单元连接，驱动放大单元与功率放大单元连接，功率放大单元与脉冲极性变换电路连接，幅度控制单元与驱动放大单元连接，高压供电单元与功率放大单元连接，命令译码单元与时钟分配单元连接；本实用新型公布的脉冲放大电路，其性能参数能达到最大脉冲输出幅度100V、最小过渡时间7ns以及0.1%的幅度分辨率和1%的幅度准确度。
文档编号H03K6/02GK203027226SQ20132002482
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者刘克农, 邹金强 申请人:成都前锋电子仪器有限责任公司