电感耦合等离子体发生器中的rf信号源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电感耦合等离子体(ICP)发生器，具体涉及电感耦合等离子体发生器中的RF信号源。
【背景技术】
[0002]通常，将结型场效应晶体管串联于高频信号的通路中，利用其可变电阻区对高频信号进行衰减，因此，场效应晶体管的源极就不可避免的带有被控制的信号，而控制其电阻的控制电压要施加于栅极和源极之间，这就使得控制电压被信号电压所调制，造成信号失真，致使大功率射频(RF)放大器的功率级工作于非对称状态，严重的容易造成放大器损坏。
【实用新型内容】
[0003]为了保证提供给大功率射频(RF)放大器可控幅度、标准的正弦波形，本实用新型采用如下技术方案:
[0004]一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器、串联谐振回路、压控信号衰减器，串联谐振回路连接在石英晶体振荡器和压控信号衰减器之间，谐振于石英晶体振荡器的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器的信号幅度。
[0005]所述压控信号衰减器的核心电路包括结型场效应晶体管Q2、运算放大器U1、电阻R1、电阻R2;电阻R1—端与串联谐振回路连接，另一端与结晶场效应晶体管02的漏极连接，和结型场效应晶体管Q2的体电阻串联构成运算放大器山的输入电阻；电阻R2+端与运算放大器山的输出端连接，另一端与结型场效应晶体管^的源极并接后连接于运算放大器U1的反相输入端;对运算放大器山采用单电源供电，而在其同相端施加+5V电压，运算放大器U1的反相输入端电压* +5V，以保证结型场效应晶体管Q2在控制端1(2电压为OV时基本夹断。
[0006]所述压控信号衰减器还包括电位器R5、电阻R6、电阻R7、控制端K2，电阻R6的一端与电阻R7的一端并接后与结型场效应晶体管Q2的栅极连接，电阻R6的另一端与电位器R5连接，电阻R7的另一端与控制端Κ2连接，电位器R5、电阻R6、电阻R7的组合能偏移控制端Κ2的控制电压，以精确调整结型场效应晶体管&夹断于0V。
[0007]所述压控信号衰减器还包括NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4、电阻R8、控制端K1，电容C1 一端与电阻R1、结晶场效应晶体管Q2两者之间的连线相连，另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与NPN型晶体三极管&的集电极连接;NPN型晶体三极管&的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与控制端K1连接;NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4和电阻仏组成可程控的高频信号分压器。
[0008]本实用新型的有益效果在于:
[0009]串联谐振回路对石英晶体振荡器的输出信号进行“整形”，使其为正弦波形;在随后的衰减器中加入高频运算放大器，利用运算放大器的“虚地”特性，使场效应晶体管的源极电压箝位于运算放大器的反相端电压，避免控制电压被调制而造成信号失真;动态范围大，能满足大功率RF线性放大器对信号源严苛的要求。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型电感耦合等离子体(ICP)发生器中的RF信号源的电路图。
【具体实施方式】
[0011]为进一步阐述本实用新型电感耦合等离子体(ICP)发生器中的RF信号源，下面结合图1作更详尽的说明。
[0012]一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器1、串联谐振回路2、压控信号衰减器3，串联谐振回路2连接在石英晶体振荡器I和压控信号衰减器3之间，谐振于石英晶体振荡器I的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器3，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器3的信号幅度。
[0013]所述压控信号衰减器3的核心电路包括结型场效应晶体管Q2、运算放大器U1、电阻R1、电阻R2;电阻R1—端与串联谐振回路2连接，另一端与结晶场效应晶体管出的漏极连接，和结型场效应晶体管Q2的体电阻串联构成运算放大器山的输入电阻；电阻R2—端与运算放大器U1的输出端连接，另一端与结型场效应晶体管出的源极并接后连接于运算放大器山的反相输入端;对运算放大器瓜采用单电源供电，而在其同相端施加+5V电压，运算放大器瓜的反相输入端电压* +5V，以保证结型场效应晶体管Q2在控制端1(2电压为OV时基本夹断。
[00?4] 所述压控信号衰减器3还包括电位器R5、电阻R6、电阻R7、控制端K2，电阻R6的一端与电阻R7的一端并接后与结型场效应晶体管Q2的栅极连接，电阻R6的另一端与电位器R5连接，电阻R?的另一端与控制端K2连接，电位器Rs、电阻R6、电阻R7的组合能偏移控制端K2的控制电压，以精确调整结型场效应晶体管Q2夹断于0V。
[0015]所述压控信号衰减器3还包括NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4、电阻R8、控制端K1，电容C1 一端与电阻R1、结晶场效应晶体管Q2两者之间的连线相连，另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与NPN型晶体三极管&的集电极连接;NPN型晶体三极管&的基极与电阻R8的一端连接，电阻Rs的另一端与控制端K1连接;NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4和电阻仏组成可程控的高频信号分压器。
[0016]因运算放大器的输出电压:
[0017]u0 = Ui*(R2/(Ri+RQ2))
[0018]其中:
[0019]U1-----------------输入信号电压
[0020]Rq2----------------结型场效应晶体管出的体电阻
[0021]fo+RW导通卜 R2
[0022]结型场效应晶体管Q2的体电阻可由K2端的控制电压决定:
[0023]当K2端控制电压为OV时，结型场效应晶体管Q2夹断，其体电阻趋向⑴，RV(RdRQ2)趋向O，此时运算放大器输U1出U。趋向O;
[0024]当1(2端控制电压远远大于OV致结型场效应晶体管Q2导通时，其体电阻》30 Ω，与R1串联后的电阻值??R2,此时运算放大器输出U。- U1；
[0025]而当1(2端控制电压处于上述两种情况之间时，结型场效应晶体管出体电阻在30 Ω和⑴之间变化，此时运算放大器瓜输出U。〉。，且UcXUi。
[0026]NPN型晶体三极管和办组成可程控的高频信号分压器，当控制端K1电压为“O”时，NPN型晶体三极管Q1截止，分压器不起作用；当控制端仏电压为“I”时，Q1导通，分压器起作用，当仪器工作在“搜寻谐振点”动作所需的特小功率输出时，不致使结型场效应晶体管出工作于夹断状态，可精确控制特小功率输出。
[0027]显然，本实用新型的上述实例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【主权项】
1.一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器、串联谐振回路、压控信号衰减器，其特征在于:串联谐振回路连接在石英晶体振荡器和压控信号衰减器之间，谐振于石英晶体振荡器的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器的信号幅度。2.根据权利要求1所述的RF信号源，其特征在于:所述压控信号衰减器包括结型场效应晶体管Q2、运算放大器U1、电阻R1、电阻R2;电阻R1—端与串联谐振回路连接，另一端与结晶场效应晶体管Q2的漏极连接，和结型场效应晶体管出的体电阻串联构成运算放大器瓜的输入电阻；电阻R2—端与运算放大器U1的输出端连接，另一端与结型场效应晶体管出的源极并接后连接于运算放大器瓜的反相输入端;对运算放大器U1采用单电源供电。3.根据权利要求2所述的RF信号源，其特征在于:所述压控信号衰减器还包括电位器R5、电阻R6、电阻R7、控制端K2，电阻R6的一端与电阻R7的一端并接后与结型场效应晶体管Q2的栅极连接，电阻R6的另一端与电位器R5连接，电阻R7的另一端与控制端K2连接，电位器抱、电阻R6、电阻R7的组合能偏移控制端K2的控制电压，以精确调整结型场效应晶体管Q2夹断于0V。4.根据权利要求3所述的RF信号源，其特征在于:所述压控信号衰减器还包括NPN型晶体三极管&、电容d、电阻R4、电阻Rs、控制端K1，电容C1 一端与电阻R1、结晶场效应晶体管Q2两者之间的连线相连，另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与NPN型晶体三极管&的集电极;NPN型晶体三极管&的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与控制端仏连接；NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4和电阻R1组成可程控的高频信号分压器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器、串联谐振回路和压控信号衰减器，串联谐振回路连接在石英晶体振荡器和压控信号衰减器之间，谐振于石英晶体振荡器的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器的信号幅度。该信号源可配合负反馈系统，控制RF线性放大器输出功率的高低。它的特点是，动态范围大、正弦输出波形失真小，能满足大功率RF线性放大器对信号源严苛的要求。
【IPC分类】H03B5/32
【公开号】CN205377789
【申请号】CN201521100171
【发明人】李选培
【申请人】北京东西分析仪器有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月24日