一种压频转换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于压频转换器的【技术领域】；解决的技术问题为：提供一种量程可调、脉宽可调，且兼容性较好的压频转换器；采用的技术方案为：包括具有封装盖的封装壳体，封装壳体内设置有压频转换电路板，压频转换电路板上设有基础电路、电源电路、量程转换电路、单稳态电路、电平转换电路、电压信号输入端子A1、电源输入端子A2、第一脉冲信号输出端子B1和第二脉冲信号输出端子B2，基础电路分别与电源电路、量程转换电路、单稳态电路以及电压信号输入端子A1相连，电源电路与电源输入端子A2相连，单稳态电路与所述电平转换电路相连，电平转换电路分别与第一脉冲信号输出端子B1和第二脉冲信号输出端子B2相连；适用于压频转换领域。
【专利说明】一种压频转换器
【技术领域】
[0001]本实用新型一种压频转换器，属于压频转换器的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]压频转换器是一种实现模数转换功能的器件，它是将模拟电压量变换为脉冲信号，该输出脉冲信号的频率与输入电压的大小成正比，目前的压频转换器，一部分是运用超宽带(UWB)技术制作而成，另一部分则采用数字式脉宽信号调制电路制作而成，而这些压频转化器的量程和脉宽大都不可调节，且兼容性较差，此外，现今存在的压频转换器大多都需要利用单片机或者FPGA芯片来控制产生信号，进而使得整个器件结构复杂、制作成本较高，难以形成大范围的推广应用，只限于局限的学术研究。
实用新型内容
[0003]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为:提供一种量程可调、脉宽可调，且兼容性较好的压频转换器。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种压频转换器，包括:顶部开有口的封装壳体，封装壳体的顶部开口处设有封装盖，封装壳体内设置有压频转换电路板，压频转换电路板上设有基础电路、电源电路、量程转换电路、单稳态电路、电平转换电路、电压信号输入端子Al、电源输入端子A2、第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2，所述基础电路分别与电源电路、量程转换电路、单稳态电路以及电压信号输入端子Al相连，电源电路与电源输入端子A2相连，单稳态电路与所述电平转换电路相连，电平转换电路分别与第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2相连；封装壳体上设置有电源电压输入接头、脉冲信号输出接头、量程转换开关、脉宽调制旋钮和电平转换开关，所述电源电压输入接头分别与所述电压信号输入端子Al和所述电源输入端子A2相连，所述脉冲信号输出接头分别与所述第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2相连，所述量程转换开关与所述量程转换电路相连，所述脉宽调制旋钮与所述单稳态电路相连，所述电平转换开关与所述电平转换电路相连。
[0005]所述基础电路包括压频转换芯片和脉宽调理电容Cl，所述电源电路包括去耦电容C2、稳压电源芯片和去耦电容C3，所述量程转换电路包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和控制开关K1，所述单稳态电路包括反相器U1、电阻R3、电阻R4、可变电容C4和与非门Tl，所述电平转换电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和NPN型三极管Ql ;所述稳压电源芯片的输入端IN并接去耦电容C2的一端后与电源输入端子A2相连，稳压电源芯片的输出端OUT并接去耦电容C3的一端和电阻R3的一端后与所述压频转换芯片的电源端Vs相连，压频转换芯片的电压输入端VIN依次串接第二分压电阻R2和第一分压电阻Rl后与所述电压信号输入端子Al相连，所述控制开关Kl并接在第二分压电阻R2的两端，压频转换芯片的脉宽调制端Cos与脉宽调理电容Cl的一端相连，压频转换芯片的脉冲输出端Fout并接所述反相器Ul的输入端后与所述与非门Tl的第一输入端相连，反相器Ul的输出端并接电阻R3的另一端后与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端并接与非门Tl的第二输入端后与可变电容C4的一端相连,与非门Tl的输出端并接所述第一脉冲信号输出端子BI后与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端并接电阻R6的一端后与所述NPN型三极管Ql的基极相连，NPN型三极管Ql的集电极与+5V电压相连，NPN型三极管Ql的发射极并接电阻R7的一端后与电阻R8的一端相连，电阻R7的另一端与所述第二脉冲信号输出端子B2相连，电阻R8的另一端、电阻R6的另一端、可变电容C4的另一端、脉宽调理电容Cl的另一端、去耦电容C3的另一端、去耦电容C2的另一端和稳压电源芯片的接地端GND均接地；所述量程转换开关与所述量程转换电路中的控制开关Kl相连，所述脉宽调制旋钮与所述单稳态电路中的可变电容C4相连，所述电平转换开关均与所述电平转换电路和第一脉冲信号输出端子B1、第二脉冲信号输出端子B2之间的输出回路相连；所述封装壳体呈方形结构，在封装壳体内部的相对两侧分别设有两个凸台，凸台上均开有螺孔，所述压频转换电路板上相对应的位置设有与所述螺孔相配合使用的螺钉，压频转换电路板通过螺钉固定于凸台上方；所述压频转换电路板的上表面和下表面均涂覆有硅胶；所述封装壳体的内部空间均灌满聚氨酯材料；所述压频转换电路板上的所有元器件均为军品级元器件；所述封装壳体和封装盖均由铝材料制成；所述封装盖通过紧固螺钉固定于封装壳体的顶部；所述电源电压输入接头为四心航接头；所述脉冲信号输出接头为BNC接头。
[0006]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0007]1、本实用新型中的压频转换器包括具有封装盖的封装壳体，封装壳体内设有压频转换电路板，压频转换电路板上设有基础电路、电源电路、量程转换电路、单稳态电路、电平转换电路、电压信号输入端子Al、电源输入端子A2、第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2，而封装壳体上设置有与压频转换电路板上的各个电路模块相对应的电源电压输入接头、脉冲信号输出接头、量程转换开关、脉宽调制旋钮和电平转换开关，电压信号从电压信号输入端子Al进入基本电路的输入端，经过基本电路的内部转换后，最后从基本电路的输出端输出频率信号；本技术方案以基础电路为核心，增加了量程转换电路、单稳态电路和电平转换电路，其中，量程转换电路使得频率能够有2MHz和4MHz两种不同的输出，操作封装壳体上的量程转换开关即可在上述两种输出频率之间进行选择；单稳态电路能够使基础电路输出的频率信号具有更小的脉冲宽度，使该脉宽输出更加符合实际应用的要求，通过调节封装壳体上的脉宽调制旋钮即可实现输出脉冲的宽度微调；电平转换电路是对单稳态电路输出的信号进行幅值和驱动能力的调制，使该输出信号能够适用于CMOS和TTL两种不同的电路，提高了压频转换器的兼容性，通过封装壳体上的电平转换开关即可在CMOS电平和TTL电平之间转化。
[0008]2、本实用新型中的压频转换器采用模拟电子芯片以及其他元器件组成，避免了使用价格昂贵的单片机、FPGA芯片和DSP芯片等，制作成本低，结构简单，转换频率高，转换时间短，线性度小。
[0009]3、本实用新型中，将具有不同功能的电路集成制作在一起封装在一个空间紧凑的外壳中，功能符合实际应用要求，体积较小，安装和使用都非常方便；此外，压频转换电路板通过螺钉固定在封装壳体内，封装盖通过紧固螺钉固定于封装壳体的顶部，封装壳体和封装盖均由铝材料制成，在压频转换电路板的上表面和下表面均涂覆有硅胶，封装壳体的内部空间均灌满聚氨酯材料，并且压频转换电路板上的所有元器件均为军品级元器件，使得整个封装好的压频转换器具有较强的抗冲击、抗振动能力，并且防水、防电磁以及耐高低温能力也较强，能够应用于各种工作环境优劣的场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明；
[0011]图1为本实用新型的外部结构示意图；
[0012]图2为本实用新型的内部结构示意图；
[0013]图3为本实用新型的电路结构示意图；
[0014]图4为本实用新型的电路原理图；
[0015]图中:I为封装壳体，2为封装盖，3为压频转换电路板，4为基础电路，5为电源电路，6为量程转换电路，7为单稳态电路，8为电平转换电路，9为电源电压输入接头，10为脉冲信号输出接头，11为量程转换开关，12为脉宽调制旋钮，13为电平转换开关，14为压频转换芯片，15为稳压电源芯片，16为凸台，17为螺钉。
【具体实施方式】
[0016]如图f图4所示，一种压频转换器，包括:顶部开有口的封装壳体I，封装壳体I的顶部开口处设有封装盖2，所述封装壳体I和封装盖2均可由铝材料制成；封装壳体I内设置有压频转换电路板2，压频转换电路板3上设有基础电路4、电源电路5、量程转换电路6、单稳态电路7、电平转换电路8、电压信号输入端子Al、电源输入端子A2、第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2，所述基础电路4分别与电源电路5、量程转换电路6、单稳态电路7以及电压信号输入端子Al相连，电源电路5与电源输入端子A2相连，单稳态电路7与所述电平转换电路8相连，电平转换电路8分别与第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2相连；封装壳体I上设置有电源电压输入接头9、脉冲信号输出接头10、量程转换开关11、脉宽调制旋钮12和电平转换开关13，所述电源电压输入接头9可为四芯航空接头，并分别与所述电压信号输入端子Al和所述电源输入端子A2相连，所述脉冲信号输出接头10可为BNC接头，并分别与所述第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2相连，所述量程转换开关11与所述量程转换电路6相连，所述脉宽调制旋钮12与所述单稳态电路7相连，所述电平转换开关13与所述电平转换电路8相连。
[0017]本实施例中的具体电路连接结构如下:所述基础电路4可包括压频转换芯片14和脉宽调理电容Cl，压频转换芯片14可为VFCl 10芯片，所述电源电路5可包括去耦电容C2、稳压电源芯片15和去耦电容C3，所述量程转换电路6可包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和控制开关K1，所述单稳态电路7可包括反相器U1、电阻R3、电阻R4、可变电容C4和与非门Tl，所述电平转换电路8可包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和NPN型三极管Ql ;而所述稳压电源芯片15的输入端IN并接去耦电容C2的一端后与电源输入端子A2相连，稳压电源芯片15的输出端OUT并接去耦电容C3的一端和电阻R3的一端后与所述压频转换芯片14的电源端Vs相连，压频转换芯片14的电压输入端VIN依次串接第二分压电阻R2和第一分压电阻Rl后与所述电压信号输入端子Al相连，所述控制开关Kl并接在第二分压电阻R2的两端，压频转换芯片14的脉宽调制端Cos与脉宽调理电容Cl的一端相连，压频转换芯片14的脉冲输出端Fout并接所述反相器Ul的输入端后与所述与非门Tl的第一输入端相连，反相器Ul的输出端并接电阻R3的另一端后与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端并接与非门Tl的第二输入端后与可变电容C4的一端相连,与非门Tl的输出端并接所述第一脉冲信号输出端子BI后与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端并接电阻R6的一端后与所述NPN型三极管Ql的基极相连，NPN型三极管Ql的集电极与+5V电压相连，本实施例中，稳压电源芯片15的输出端OUT输出的电压为+5V，因此，NPN型三极管Ql的集电极可与稳压电源芯片15的输出端OUT相连；NPN型三极管Ql的发射极并接电阻R7的一端后与电阻R8的一端相连，电阻R7的另一端与所述第二脉冲信号输出端子B2相连，电阻R8的另一端、电阻R6的另一端、可变电容C4的另一端、脉宽调理电容Cl的另一端、去耦电容C3的另一端、去耦电容C2的另一端和稳压电源芯片15的接地端GND均接地；具体地，所述量程转换开关11与所述量程转换电路6中的控制开关Kl相连，可通过操作量程转换开关11对控制开关Kl进行断开或闭合，本实施例中，当控制开关Kl断开时压频转换器的输出频率为2MHz，当控制开关Kl闭合时压频转换器的输出频率为4MHz ;所述脉宽调制旋钮12与所述单稳态电路7中的可变电容C4相连，通过脉宽调制旋钮12，可对可变电容C4进行微调，进而可使压频转换芯片14的输出频率达到一个更小的脉宽范围；所述电平转换开关13均与所述电平转换电路8和第一脉冲信号输出端子B1、第二脉冲信号输出端子B2之间的输出回路相连，通过操作电平转换开关13，可使电平转换电路8和第一脉冲信号输出端子B1、第二脉冲信号输出端子B2之间的任一输出回路接通，当电平转换电路8和第一脉冲信号输出端子BI之间的输出回路接通，则压频转换器输出适配于CMOS电路的电平，当电平转换电路8和第二脉冲信号输出端子B2之间的输出回路接通，则压频转换器输出适配于TTL电路的电平。
[0018]本实施例中，所述封装壳体I可呈方形结构，所述封装盖2通过紧固螺钉固定于封装壳体I的顶部，具体地，在所述封装壳体I的四个顶角处分别设置螺孔，而在所述封装盖2的四个顶角处也分别设置与所述封装壳体I四个顶角的螺孔相互配合的螺孔，并通过螺钉将封装盖2的四个顶角与封装壳体I的四个顶角固定在一起；在封装壳体I内部的相对两侧分别设有两个凸台16，凸台16上均开有螺孔，所述压频转换电路板3上相对应的位置设有与所述螺孔相配合使用的螺钉17，压频转换电路板3通过螺钉17固定于凸台16上方；为了保护压频转换电路板3上的元器件，所述压频转换电路板3的上表面和下表面均涂覆有硅胶；为了保护整个压频转换电路板3，所述封装壳体I的内部空间均灌满聚氨酯材料；所述压频转换电路板3上的所有元器件均为军品级元器件。
[0019]本实施例中，压频转换芯片14的功能是将从电源电压输入接头9获取的电压信号进行转换后输出，而压频转换芯片14本身可以提供满量程为2MHz和4MHz的脉冲输出，量程转换电路6的作用就是使得上述量程变为外部可调；而压频转换芯片14本身输出的脉冲信号由于芯片自身的局限性脉宽只能达到10ns左右，难以符合某些实际应用中脉宽较窄的特殊要求，单稳态电路7的作用就是将压频转换芯片14输出的脉冲信号进行二次调制，将脉宽调节到10ns以下，并且可以通过外部可变电容器实现外部微调；实际应用中，TTL电平和CMOS电平不同，但是压频转换器必须能够实现对不同电平要求的满足，此时，电平转换模块8除了满足不同的电平要求外，还能够根据不同要求的驱动电流进行输出；除此之外，本实施例中的压频转换器采用模拟电子芯片和其他元器件组成电路，避免了使用比较昂贵的单片机、FPGA芯片和DSP芯片等，优于一般的压频转换电路，具有成本低，结构简单，转换频率高，转换时间短，线性度小等优点，具有实质性特点和进步。
[0020]上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种压频转换器，其特征在于:包括:顶部开有口的封装壳体(I)，封装壳体(I)的顶部开口处设有封装盖(2)，封装壳体(I)内设置有压频转换电路板(3)，压频转换电路板(3)上设有基础电路(4 )、电源电路(5 )、量程转换电路(6 )、单稳态电路(7 )、电平转换电路(8 )、电压信号输入端子Al、电源输入端子A2、第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2，所述基础电路(4)分别与电源电路(5)、量程转换电路(6)、单稳态电路(7)以及电压信号输入端子Al相连，电源电路(5)与电源输入端子A2相连，单稳态电路(7)与所述电平转换电路(8)相连，电平转换电路(8)分别与第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2相连； 封装壳体(I)上设置有电源电压输入接头(9)、脉冲信号输出接头(10)、量程转换开关(11)、脉宽调制旋钮(12)和电平转换开关(13)，所述电源电压输入接头(9)分别与所述电压信号输入端子Al和所述电源输入端子A2相连，所述脉冲信号输出接头(10)分别与所述第一脉冲信号输出端子BI和第二脉冲信号输出端子B2相连，所述量程转换开关(11)与所述量程转换电路(6)相连，所述脉宽调制旋钮(12)与所述单稳态电路(7)相连，所述电平转换开关(13)与所述电平转换电路(8)相连。
2.根据权利要求1所述的一种压频转换器，其特征在于:所述基础电路(4)包括压频转换芯片(14)和脉宽调理电容Cl，所述电源电路(5)包括去耦电容C2、稳压电源芯片(15)和去耦电容C3，所述量程转换电路(6)包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和控制开关K1，所述单稳态电路(7)包括反相器U1、电阻R3、电阻R4、可变电容C4和与非门Tl，所述电平转换电路(8)包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和NPN型三极管Ql ； 所述稳压电源芯片(15)的输入端IN并接去耦电容C2的一端后与电源输入端子A2相连，稳压电源芯片(15)的输出端OUT并接去耦电容C3的一端和电阻R3的一端后与所述压频转换芯片(14)的电源端Vs相连，压频转换芯片(14)的电压输入端VIN依次串接第二分压电阻R2和第一分压电阻Rl后与所述电压信号输入端子Al相连，所述控制开关Kl并接在第二分压电阻R2的两端，压频转换芯片(14)的脉宽调制端Cos与脉宽调理电容Cl的一端相连，压频转换芯片(14)的脉冲输出端Fout并接所述反相器Ul的输入端后与所述与非门Tl的第一输入端相连,反相器Ul的输出端并接电阻R3的另一端后与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端并接与非门Tl的第二输入端后与可变电容C4的一端相连,与非门Tl的输出端并接所述第一脉冲信号输出端子BI后与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端并接电阻R6的一端后与所述NPN型三极管Ql的基极相连，NPN型三极管Ql的集电极与+5V电压相连，NPN型三极管Ql的发射极并接电阻R7的一端后与电阻R8的一端相连，电阻R7的另一端与所述第二脉冲信号输出端子B2相连，电阻R8的另一端、电阻R6的另一端、可变电容C4的另一端、脉宽调理电容Cl的另一端、去耦电容C3的另一端、去耦电容C2的另一端和稳压电源芯片(15)的接地端GND均接地； 所述量程转换开关(11)与所述量程转换电路(6 )中的控制开关Kl相连，所述脉宽调制旋钮(12)与所述单稳态电路(7)中的可变电容C4相连，所述电平转换开关(13)均与所述电平转换电路(8)和第一脉冲信号输出端子B1、第二脉冲信号输出端子B2之间的输出回路相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述封装壳体(I)呈方形结构，在封装壳体(I)内部的相对两侧分别设有两个凸台(16)，凸台(16)上均开有螺孔，所述压频转换电路板(3)上相对应的位置设有与所述螺孔相配合使用的螺钉(17)，压频转换电路板(3)通过螺钉(17)固定于凸台(16)上方。
4.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述压频转换电路板(3)的上表面和下表面均涂覆有硅胶。
5.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述封装壳体(I)的内部空间均灌满聚氨酯材料。
6.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述压频转换电路板(3)上的所有元器件均为军品级元器件。
7.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述封装壳体(I)和封装盖(2)均由铝材料制成。
8.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述封装盖(2)通过紧固螺钉固定于封装壳体(I)的顶部。
9.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述电源电压输入接头(9)为四芯航空接头。
10.根据权利要求1或2所述的一种压频转换器，其特征在于:所述脉冲信号输出接头(10)为BNC接头。
【文档编号】H03M1/12GK203984399SQ201420362124
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】刘俊, 丑修建, 郭涛, 鲍爱达 申请人:苏州中盛纳米科技有限公司