一种高偏置电压供电系统的制作方法

本发明涉及电路电源技术领域，特别涉及一种高偏置电压供电系统。

背景技术：

在一些新兴的探测领域中，对供电电源的要求包括供电电压和噪声，其中要求供电电压较高，一般在10v以上，要求噪声极低，一般为几个微伏。现有技术中的供电电压输出可以同时满足超低噪声和高偏置电压的要求，但此时输出的电压值是固定的数值，在供电电路工作过程中不能调节，如果要变更输出电压值，则必须停止供电电路工作，将电路元件更换为其他参数后再运行，调整过程耗时较长，需要消耗计算成本、人工成本，在需要频繁调整输出电压的应用电路中，现有技术非常不方便。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高偏置电压供电系统，从而能够在运行状态下调节输出电压值。其具体方案如下：

一种高偏置电压供电系统，包括控制器，dac单元，基准源，电源放大电路，其中：

所述基准源为dac单元提供基准电平；

所述控制器向所述dac单元发送配置信息，使所述dac单元输出对应的直流电平；

所述电源放大电路对所述直流电平进行放大后向负载电路输出高偏置电压。

优选的，所述高偏置电压供电系统还包括：

对所述直流电平进行滤波的滤波电路；

保证所述高偏置电压供电系统的负载兼容性的系统稳定电路。

优选的，所述dac单元的输出端与所述系统稳定电路的输入端连接，所述系统稳定电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述电源放大电路的输入端连接。

优选的，所述dac单元的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述系统稳定电路的输入端连接，所述系统稳定电路的输出端与所述电源放大电路的输入端连接。

优选的，所述滤波电路具体包括第一运放、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中：

所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第一端相连，作为所述滤波电路的输入端；

所述第一电阻的第二端与所述第二电容的第一端、所述第一运放的同相输入端均相连；

所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端均接地；

所述第二电阻的第一端与所述第三电容的第一端、所述第一运放的反相输入端均相连；

所述第三电容的第二端与所述第三电阻的第一端、所述第一运放的输出端均相连；

所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第二端相连，作为所述滤波电路的输出端。

优选的，所述电源放大电路具体包括第二运放、第四电容、第四电阻、第五电阻和第六电阻，其中：

所述第二运放的同相输入端作为所述电源放大电路的输入端；

所述第二运放的反相输入端与所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端、所述第四电容的第一端均相连；

所述第四电阻的第二端接地；

所述第四电容的第二端与所述第二运放的输出端、所述第六电阻的第一端均相连；

所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第二端相连，作为所述电源放大电路的输出端。

优选的，所述系统稳定电路具体包括第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第七电阻和第八电阻，其中：

所述第五电容的第一端、第六电容的第一端、第八电容的第一端、第八电阻的第一端均相连，作为所述系统稳定电路的输出端；

所述第七电容的第一端、所述第八电容的第一端与所述第八电阻的第一端均相连，作为所述系统稳定电路的输入端；

所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端以及所述第七电阻的第二端均接地。

优选的，所述系统稳定电路具体包括第五电容、第六电容、第七电容、第七电阻和第八电阻，其中：

所述第五电容的第一端、第六电容的第一端、第八电阻的第一端均相连，作为所述系统稳定电路的输出端；

所述第七电容的第一端与所述第八电阻的第一端均相连，作为所述系统稳定电路的输入端；

所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端以及所述第七电阻的第二端均接地。

优选的，所述系统稳定电路具体包括第五电容、第六电容、第八电容和第八电阻，其中：

所述第五电容的第一端、第六电容的第一端、第八电容的第一端、第八电阻的第一端均相连，作为所述系统稳定电路的输出端；

所述第八电容的第一端与所述第八电阻的第一端均相连，作为所述系统稳定电路的输入端；

所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端均接地。

本发明公开了一种高偏置电压供电系统，包括控制器，dac单元，基准源，电源放大电路，其中：所述基准源为dac单元提供基准电平；所述控制器向所述dac单元发送配置信息，使所述dac单元输出对应的直流电平；所述电源放大电路对所述直流电平进行放大后向负载电路输出高偏置电压。本申请中，控制器向dac单元发送的配置信息可以控制直流电平的电压值，从而控制最终输出的高偏置电压，在高偏置电压供电系统工作时，控制器输出不同的配置信息即可连续调整高偏置电压的电压值，与现有技术相比更为简单方便，解决了特定供电电路只能输出特定电压值的问题，扩展了高偏置电压供电系统的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种高偏置电压供电系统的结构分布图；

图2a为本发明实施例中一种具体的高偏置电压供电系统的结构分布图；

图2b为本发明实施例中一种具体的高偏置电压供电系统的结构分布图；

图3为本发明实施例中一种具体的滤波电路的结构分布图；

图4为本发明实施例中一种具体的电源放大电路的结构分布图；

图5a为本发明实施例中一种具体的系统稳定电路的结构分布图；

图5b为本发明实施例中另一种具体的系统稳定电路的结构分布图；

图5c为本发明实施例中另一种具体的系统稳定电路的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种高偏置电压供电系统，参见图1所示，包括控制器1，dac(digital-to-analogconverter，数字模拟转换器)单元2，基准源3，电源放大电路4，其中：

所述基准源3为dac单元2提供基准电平；

所述控制器1向所述dac单元2发送配置信息，使所述dac单元2输出对应的直流电平；

所述电源放大电路4对所述直流电平进行放大后向负载电路输出高偏置电压。

可以理解的是，dac单元2根据基准源3提供的基准电平，可以输出与控制器1发送的配置信息对应的直流电平。在本实施例中，直流电平的电压值的大小可以通过调整控制器1发送的配置信息进行调整，从而实现了在高偏置电压供电系统工作期间连续平滑调整直流电平的功能。

本发明实施例公开了一种高偏置电压供电系统，包括控制器，dac单元，基准源，电源放大电路，其中：所述基准源为dac单元提供基准电平；所述控制器向所述dac单元发送配置信息，使所述dac单元输出对应的直流电平；所述电源放大电路对所述直流电平进行放大后向负载电路输出高偏置电压。本实施例中，控制器向dac单元发送的配置信息可以控制直流电平的电压值，从而控制最终输出的高偏置电压，在高偏置电压供电系统工作时，控制器输出不同的配置信息即可连续调整高偏置电压的电压值，与现有技术相比更为简单方便，解决了特定供电电路只能输出特定电压值的问题，扩展了高偏置电压供电系统的适用性。

本发明实施例公开了一种具体的高偏置电压供电系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。

在上一实施例中，电源放大电路4会将直流电平进行放大来实现高偏置电压的输出，这一过程中同时还放大了噪声，为了降低输出的高偏置电压中的噪声，本实施例中，所述高偏置电压供电系统还包括：

对所述直流电平进行滤波的滤波电路5；

保证所述高偏置电压供电系统的负载兼容性的系统稳定电路6。

其中，滤波电路5对直流电平进行滤波，将其中的噪声由毫伏级降至纳伏级；

考虑到负载电路的不确定性，会影响滤波电路5的良好输出，因此本实施例中增加了系统稳定电路6，增加高偏置电压供电系统的负载兼容性。

可以理解的是，通过滤波电路5和系统稳定电路6，再由电源放大电路4输出高偏置电压时，其中的噪声从纳伏级被放大至微伏级，保证能够满足超低噪声的标准。

可以理解的是，滤波电路5和系统稳定电路6应当置于dac单元2与电源放大电路4之间，具体的连接方式有以下两种：

参见图2a所示，所述dac单元2的输出端与所述系统稳定电路6的输入端连接，所述系统稳定电路6的输出端与所述滤波电路5的输入端连接，所述滤波电路5的输出端与所述电源放大电路4的输入端连接。

参见图2b所示，所述dac单元2的输出端与所述滤波电路5的输入端连接，所述滤波电路5的输出端与所述系统稳定电路6的输入端连接，所述系统稳定电路6的输出端与所述电源放大电路4的输入端连接。

进一步的，参见图3所示，所述滤波电路5具体包括第一运放u1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3，其中：

所述第一电容c1的第一端与所述第一电阻r1的第一端相连，作为所述滤波电路5的输入端；

所述第一电阻r1的第二端与所述第二电容c2的第一端、所述第一运放u1的同相输入端均相连；

所述第一电容c1的第二端与所述第二电容c2的第二端均接地；

所述第二电阻r2的第一端与所述第三电容c3的第一端、所述第一运放u1的反相输入端均相连；

所述第三电容c3的第二端与所述第三电阻r3的第一端、所述第一运放u1的输出端均相连；

所述第二电阻r2的第二端与所述第三电阻r3的第二端相连，作为所述滤波电路5的输出端。

可以理解的是，图3仅为滤波电路5的一种实现方式，还可以通过其他的电路接线方式来实现本实施例中滤波电路5的目的，此处不再详细说明。

类似的，参见图4所示，所述电源放大电路4具体包括第二运放u2、第四电容c4、第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6，其中：

所述第二运放u2的同相输入端作为所述电源放大电路4的输入端；

所述第二运放u2的反相输入端与所述第四电阻r4的第一端、所述第五电阻r5的第一端、所述第四电容c4的第一端均相连；

所述第四电阻r4的第二端接地；

所述第四电容c4的第二端与所述第二运放u2的输出端、所述第六电阻r6的第一端均相连；

所述第五电阻r5的第二端与所述第六电阻r6的第二端相连，作为所述电源放大电路4的输出端。

可以理解的是，图4仅为电源放大电路4的一种实现方式，还可以通过其他的电路接线方式来实现本实施例中电源放大电路4的目的，此处不再详细说明。

具体的，用于良好地匹配负载变化，系统稳定电路6有多种接线方式，典型的电路接线包括以下几种：

参见图5a所示，所述系统稳定电路6具体包括第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第七电阻r7和第八电阻r8，其中：

所述第五电容c5的第一端、第六电容c6的第一端、第八电容c8的第一端、第八电阻r8的第一端均相连，作为所述系统稳定电路6的输出端；

所述第七电容c7的第一端、所述第八电容c8的第一端与所述第八电阻r8的第一端均相连，作为所述系统稳定电路6的输入端；

所述第五电容c5的第二端、所述第六电容c6的第二端以及所述第七电阻r7的第二端均接地。

参见图5b所示，所述系统稳定电路6具体包括第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第七电阻r7和第八电阻r8，其中：

所述第五电容c5的第一端、第六电容c6的第一端、第八电阻r8的第一端均相连，作为所述系统稳定电路6的输出端；

所述第七电容c7的第一端与所述第八电阻r8的第一端均相连，作为所述系统稳定电路6的输入端；

所述第五电容c5的第二端、所述第六电容c6的第二端以及所述第七电阻r7的第二端均接地。

参见图5c所示，所述系统稳定电路6具体包括第五电容c5、第六电容c6、第八电容c8和第八电阻r8，其中：

所述第五电容c5的第一端、第六电容c6的第一端、第八电容c8的第一端、第八电阻r8的第一端均相连，作为所述系统稳定电路6的输出端；

所述第八电容c8的第一端与所述第八电阻r8的第一端均相连，作为所述系统稳定电路6的输入端；

所述第五电容c5的第二端、所述第六电容c6的第二端均接地。

可以发现的是，与图5a比较，图5b中没有第八电容c8，图5c中没有第七电容c7和第七电阻r7；在这三种结构分布图中，图5a的系统稳定效果最好，其次图5c，最后图5b。除了这三种接线方式外，还可以利用其他的接线方案来达到系统稳定电路6的效果，具体不再说明。

可以理解的是，电源放大电路4、滤波电路5以及系统稳定电路6均存在多种具体的拓扑结构，各类拓扑结构在实际连接的过程中，既可以依照图2a的连线顺序，也可以依照图2b的连线顺序，均可实现本实施例低噪声高偏置电压的供电效果。

本实施例中，控制器向dac单元发送的配置信息可以控制直流电平的电压值，从而控制最终输出的高偏置电压，在高偏置电压供电系统工作时，控制器输出不同的配置信息即可连续调整高偏置电压的电压值，与现有技术相比更为简单方便，解决了特定供电电路只能输出特定电压值的问题，扩展了高偏置电压供电系统的适用性。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种高偏置电压供电系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。