用于电磁超声导波激励信号生成的线性功率放大装置的制造方法_2

文档序号:9219467阅读:来源:国知局
即可根据不同的检测需求,选择不同波形形状的信号进行功率放大,来激发电磁超声导波换能器在待检结果中产生所需要的超声导波。
【附图说明】
[0015]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0016]图1是本发明实施例提供的一种用于电磁超声导波激励信号生成的线性功率放大装置的结构图;
[0017]图2是本发明实施例提供的一种用于电磁超声导波激励信号生成的线性功率放大装置的具体电路图;
[0018]图3是本发明实施例提供的一种用于电磁超声导波激励信号生成的线性功率放大装置的测试装置示意图;
[0019]图4是本发明实施例提供的一种激励信号与标准输入信号的对比图;
[0020]图5是本发明实施例提供的一种用于电磁超声导波激励信号生成的线性功率放大装置的应用系统示意图;
[0021]图6是本发明实施例提供的一种检测波形信号的时程曲线图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0023]在本发明实施例中,提供了一种用于电磁超声导波激励信号生成的线性功率放大装置,如图1所示,该装置包括:多级驱动模块(在图1中,以多级驱动模块为两级为例,BP包括第一级驱动模块1021和第二级驱动模块1022,具体的,驱动模块的级数可以根据具体需求调整)以及多个线性放大模块103,其中,
[0024]多级驱动模块中第一级驱动模块的输入端输入信号源101 (例如,该信号源101为任意波形发生模块)输出的任意波形形状的信号,多级所述驱动模块用于逐级提高任意波形信号的输出功率,并产生多路输出功率提高后的任意波形信号;
[0025]多个线性放大模块103中各线性放大模块的输出端并联,多个线性放大模块中每个线性放大模块的输入端接收所述多路输出功率提高后的任意波形信号中的一路信号,多路输出功率提高后的任意波形信号中的一路信号至少输入至多个线性放大模块中的一个线性放大模块,每个线性放大模块用于对输入的任意波形信号进行线性放大,并在输出端输出线性放大后的任意波形信号,多个线性放大模块输出的线性放大后的任意波形信号进行功率合成以生成激励信号。
[0026]由图1所示可知,在本发明实施例中,依次通过多级驱动模块逐级提高任意波形发生模块输出的任意波形信号的输出功率,增强输出功率提高后的任意波形信号对线性放大模块的驱动能力,可实现一路输出功率提高后的任意波形信号对多个线性放大模块的同时驱动;通过将多个线性放大模块输出的线性放大后的任意波形信号进行功率合成以生成激励信号,提高激励信号的输出功率,增强对电磁超声导波换能器的驱动能力,使得该激励信号为满足驱动电磁超声导波换能器要求的大功率激励信号,而且该大功率激励信号的波形可以是任意的,即可根据不同的检测需求,选择不同波形形状的信号进行功率放大,来激发电磁超声导波换能器在待检结构中产生所需要的超声导波。
[0027]具体实施时,如图1所示,上述多级所述驱动模块中的第一级驱动模块1021包括一个用于提高任意波形信号输出功率的第一线性放大电路,多级所述驱动模块中的其他级驱动模块1022包括多个用于提高任意波形信号输出功率的第二线性放大电路具体的,第二线性放大电路的个数可以根据具体需求调整,第一线性放大电路的输入端输入信号源输出的任意波形形状的信号,第一线性放大电路的输出端连接下一级驱动模块中的每个第二线性放大电路的输入端。具体实施时,如图1所示,多级所述驱动模块包括第一级驱动模块1021和第二级驱动模块1022,第一级驱动模块1021包括一个第一线性放大电路,所述第二级驱动模块1022包括三个第二线性放大电路,该三个第二线性放大电路的输入端均连接所述第一线性放大电路的输出端,该三个第二线性放大电路的输出端分别输出一路输出功率提高后的任意波形信号。以实现依次通过第一级驱动模块1021、第二级驱动模块1022逐级提高信号的输出功率,同时产生多路输出功率提高后的任意波形信号。
[0028]具体实施时,在本实施例中,如图2所示,第一级驱动模块中第一线性放大电路由N沟道绝缘栅型场效应管及其外围元器件构成,具体的,所述第一线性放大电路,包括:第一 N沟道绝缘栅型场效应管、第一电源、第一电阻、第二电阻、第一电感、第三电阻、第四电阻、第一电容以及第五电阻,其中,第一 N沟道绝缘栅型场效应管,如图2所示的N沟道绝缘栅型场效应管Ml ;第一电源,如图2所示的电源VCCl ;所述第一电源的输出端连接所述第一电阻的第一端,所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端连接地平面,在图2中,第一电阻为电阻R40,第二电阻为电阻R41,通过将电阻R40和电阻R41串联在电源VCCl与地平面之间,分压后的电压为N沟道绝缘栅型场效应管Ml提供栅极偏置电压;所述第一电源的输出端连接所述第一电感的第一端,所述第一电感的第二端连接所述第三电阻的第一端,所述第三电阻的第二端连接所述第一 N沟道绝缘栅型场效应管的漏极,在图2中,该第一电感为电感LI,第三电阻为电阻R2,电压源VCCl的输出电压经电感LI和电阻R2后接在N沟道绝缘栅型场效应管Ml的漏极,电感LI用于钳制电源抖动,电阻R2用于设置静态工作点;所述第一 N沟道绝缘栅型场效应管的源极连接所述第四电阻的第一端,所述第四电阻的第二端连接所述地平面,所述第一 N沟道绝缘栅型场效应管的源极为所述第一线性放大电路的输出端,在图2中,即该第四电阻为电阻R3,即N沟道绝缘栅型场效应管Ml的源极经电阻R3接地,电阻R3所分得的直流电压为下一级驱动模块提供栅极偏置电压;所述第一 N沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接所述第五电阻的第二端、所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第一端,所述第五电阻的第一端连接所述第一电容的第二端,所述第一电容的第一端连接所述任意波形发生模块的输出端,在图2中,即该第一电容为电容C5,第五电阻为电阻R1,任意波形发生模块输出的任意波形信号经C5交流耦合至交直隔离电阻Rl的一端,Rl的另一端接N沟道绝缘栅型场效应管Ml的栅极,这种耦合和隔离方式即可实现将任意波形发生模块输出的任意波形信号不失真地传输至N沟道绝缘栅型场效应管Ml的栅极,又可消除直流电压对任意波形发生模块的影响。
[0029]基于上述如图2所示的第一线性放大电路的构成,在该第一线性放大电路中交流任意波形信号的线性放大过程如下:任意波形发生模块输出的任意波形信号经C5交流耦合至交直隔离电阻Rl的一端,Rl的另一端接N沟道绝缘栅型场效应管Ml的栅极,进入效应管Ml栅极的任意波形信号经第一线性放大电路的线性放大后,经电阻R3与N沟道绝缘栅型场效应管Ml的连接点输出的任意波形信号为下一级驱动模块提供具有任意波形形状的交流输入信号。另,如图2所示,电容C1、C6分别连接在电压源VCCl与地平面之间,使得可以滤除交流任意波形信号对电压源VCCl的干扰。第一线性放大电路不仅可以为下一级驱动模块提供直流偏置电压,还可以为下一级驱动模块提供驱动能力足够的具有任意波形形状的交流输入信号。
[0030]具体实施时,在本实施例中,如图2所示,其他级驱动模块中第二线性放大电路由N沟道绝缘栅型场效应管及其外围元器件构成,具体的,以其他级驱动模块中包括三个第二线性放大电路为例,所述第二线性放大电路,包括:第二 N沟道绝缘栅型场效应管、第二电源、第六电阻、第二电感、第七电阻以及第八电阻,其中,第二 N沟道绝缘栅型场效应管,如图2所示,该第二 N沟道绝缘栅型场效应管在三个第二线性放大电路中分别为N沟道绝缘栅
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