一种高压信号发生器模块的制作方法

文档序号:14312943阅读:431来源:国知局

本实用新型涉及信号处理与检测技术领域,尤其涉及一种高压信号发生器模块。



背景技术:

正弦信号作为分析系统频率特性的信号源,广泛应用于各种信息系统,现有的正弦信号发生器,主要有两种形式。

一种是直接数字式频率合成器(DDS),通过相位累加后查表求出对应的正弦值,再通过高速模数转换器(DAC)和低通滤波器输出正弦波。其缺点是输出信号电压小,无法应用于压电陶瓷驱动等高压应用场合,同时需要搭建复杂的电源和控制电路,应用的时间成本高。

另一种是仪器式的波形发生器,内部集成任意波形发生器,功能强大,但该发生器体积大、重量重、成本高,只能作为实验室试验设备,无法应用于用户系统之中,并且这类仪器,同样具有信号电压小的缺点,如果要驱动高压器件,需要外接高压放大器。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本实用新型提供一种高压信号发生器模块,能够提高输出信号的电压,简化电源方案,将信号发生器模块化,降低成本。

本实用新型提供了一种高压信号发生器模块,包括:电源模块,中央处理器,数模转换器,内置时钟,抗混叠滤波器,高压放大器,信号输出端,接地端,内置时钟;

其中,所述电源模块分别与所述中央处理器、所述数模转换器、所述抗混叠滤波器、所述高压放大器以及所述接地端连接;所述中央处理器分别与所述数模转换器、所述内置时钟连接;所述数模转换器与所述抗混叠滤波器连接;所述抗混叠滤波器与所述高压放大器连接,所述高压放大器分别与所述信号输出端、所述接地端连接。

进一步地,所述电源模块包括电源输入端、第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器;

其中,所述电源输入端分别与第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、数模转换器、抗混叠滤波器连接,所述第一DC/DC转换器与所述中央处理器连接,所述第二DC/DC转换器与所述高压放大器连接。

进一步地,所述电源输入端连接+3.3V单电源。

进一步地,所述第二DC/DC转换器包括激变控制器和电荷泵;其中,所述激变控制器与所述电荷泵连接,所述激变控制器和所述电荷泵均与所述高压放大器连接,所述激变控制器和所述电荷泵均与所述电源输入端连接。

进一步地,所述中央处理器中存储有正弦相位表。

进一步地,所述正弦相位表中包括多个正弦信号数据。

进一步地,所述接地端包括第一接地端和第二接地端,其中,所述第一接地端与所述电源模块连接,所述第二接地端与所述高压放大器连接。

由上述技术方案可知,本实用新型提供的高压信号发生器模块,能够提高输出信号的电压;采用单电源供电,简化电源方案;将信号发生器模块化,体积小、重量轻,能够降低时间和材料成本;接口简单,操作方便。

附图说明

图1示出了本实用新型提供的高压信号发生器模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示,本实用新型实施例提供了一种高压信号发生器模块,包括:电源模块,中央处理器2(CPU),数模转换器3(DAC),内置时钟4,抗混叠滤波器5,高压放大器6,信号输出端7,接地端。

其中,所述电源模块分别与所述中央处理器2、所述数模转换器3、所述抗混叠滤波器5、所述高压放大器6以及所述接地端连接;所述中央处理器2分别与所述数模转换器3、所述内置时钟4连接;所述数模转换器3与所述抗混叠滤波器5连接;所述抗混叠滤波器5与所述高压放大器6连接,所述高压放大器6分别与所述信号输出端7、所述接地端连接。

优选地,所述电源模块包括电源输入端、第一DC/DC转换器11和第二DC/DC转换器,电源输入端分别与第一DC/DC转换器11、第二DC/DC转换器、数模转换器3、抗混叠滤波器5连接。

优选地,第一DC/DC转换器11与所述中央处理器2连接,第一DC/DC转换器11用于转换电压,为中央处理器2提供输入电压。

优选地,该第二DC/DC转换器包括激变控制器121和电荷泵122。其中,激变控制器121与电荷泵122连接,且激变控制器121和电荷泵122均与高压放大器6连接,也均与电源输入端连接。其中,电荷泵122用于转换电压,激变控制器121用于控制电压的转换。

优选地,电源输入端接入+3.3V的单电源,为所述数模转换器3、所述抗混叠滤波器5供电;电源输入端通过第一电压转换单元将输入电压转换为中央处理器2的内核电压,为所述中央处理器2供电,并通过第二电压转换单元将输入电压转换为200V的输出电压,为高压放大器6供电。

优选地,所述中央处理器2中存储有正弦相位表,该正弦相位表中包含有多个正弦信号数据。

优选地,所述接地端有两个,其一个接地端与第一DC/DC转换器11连接,另一接地端与高压放大器6连接。

所述信号发生器模块的工作原理为:

电源输入端连接+3.3V的单电源,输入+3.3V的电压信号,该电压信号通过第一电压转换单元的转换输入至中央处理器2,为中央处理器2供电;中央处理器2依次读取存储在其中的正弦相位表中的正弦信号数据,产生相应正弦波信号,该正弦波信号为数字信号;传输数模转换器3接收到中央处理器2输出的正弦波信号后,将该数字信号转换为模拟信号,并采用抗混叠滤波器5对该模拟信号进行抗混叠处理;经处理后的正弦波信号,采用输出峰值为200V的高压放大器6进行放大处理,将3.3V的正弦波信号放大为200V的正弦波信号,由信号输出端7输出。

其中,高压放大器6由前述的电源输入端和第二DC/DC转换器组成的200V直流高压电源进行供电。

基于以上内容,本实用新型提供的示例性实施例,能够实现高压输出,其输出的正弦波信号电压高达200V峰值,可以驱动压电陶瓷、雪崩光电二极管等高压元器件;本实用新型实施还能实现单电源低电供电,采用+3.3V单电源和标准电压轨,可兼容绝大多数的应用系统,且无需设置专门的电源管理电路,简化了电源方案;将信号发生器模块化,尺寸降至厘米级,体积更小,重量更轻,可以方便的连接于多种用户电路系统中,成为用户电路系统的有机整体,大大降低用户的材料和时间成本;仅包含由电源输入端、信号输出端7、两个接地端组成的四个外接管脚,外观简洁,连接方便。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

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