高频衰减振荡波电压发生器的制作方法

文档序号:13240992阅读:400来源:国知局
技术领域本发明属于电力电子器件应用技术领域,尤其涉及一种高频衰减振荡波电压发生器。

背景技术:
现有高频衰减振荡波电压发生器包括信号源和高压放大器两部分。其现有信号发生器多采用C-RL并联谐振电路。这种电路要求高压电源的充电时间远小于放电时间间隔。对于高频次放电场合而言,这种电路工作原理不可行。原因是高压电源的充电速率与控制电压精度是一对矛盾,而且充电功率也太大。其次,现有电压发生器中高压放大器,DAC输出电压较低(如5V)。然而,在电磁兼容领域用户对衰减振荡波发生器不仅有谐振频率要求,而且还有输出电压和电流水平要求。考虑到用户负载阻抗是确定的,因此,就需要放大DAC输出的小信号。

技术实现要素:
本发明目的是提供一种高频衰减振荡波电压发生器,该高频衰减振荡波电压发生器克服了现有技术不能在发生器工作时间充电的缺陷,重复利用了放电时间间隔进行充电,实现了放电与充电交替进行,且发生器对高压电源的充电速率几乎没有任何要求,满足5kV以上高压衰减振荡发生器技术要求。为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种高频衰减振荡波电压发生器,包括:依次串联连接的高压电源充电端子、电子开关、谐振电路、运算放大器和电压放大单元,所述高压电源充电端子、电子开关的接点与接地之间设置有一存能模块,所述电子开关、谐振电路之间的接点与接地之间设置有一换流回路,所述谐振电路和运算放大器之间设置有一低通滤波单元,此低通滤波单元的输出端连接到运算放大器的反相端,所述运算放大器的同相端通过电阻接地,所述电压放大单元与运算放大器相背的一端连接有一阻抗变换单元;所述电压放大单元进一步包括第一三极管、第二三极管和二极管,第一三极管、第二三极管各自的基极均与运算放大器连接,所述二极管位于第一三极管、第二三极管各自的集电极之间;所述阻抗变换单元进一步包括第三三极管、第四三极管,此第三三极管、第四三极管各自的基极分别与第一三极管、第二三极管各自的发射极连接,第三三极管、第四三极管各自发射极的接点作为所述高频衰减振荡波电压发生器的输出端。上述技术方案中进一步改进方案如下:1.上述方案中,所述存能模块由低速储能电容、中速储能电容、高速储能电容并联组成。2.上述方案中,所述低通滤波单元由第2电阻和第1电容组成。由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:1.本发明高频衰减振荡波电压发生器,其克服了现有技术不能在发生器工作时间充电的缺陷,重复利用了放电时间间隔进行充电,实现了放电与充电交替进行,且发生器对高压电源的充电速率几乎没有任何要求,几乎可以满足任意重复频率,允许的最大放电重复频率可达5MHz以上(间隔小于200ns),满足5kV以上高压衰减振荡发生器技术要求,也完全可以覆盖包括军方和民用所有开放试验要求;其次,基于串联谐振电路可降低系统对高压充电电源的设计要求,且采用低通滤波单元将可将高频噪声滤除,换流回路保证了放电脉冲的可重复性,即连续多次放电。2.本发明高频衰减振荡波电压发生器,其电压放大单元解决了DAC高频小信号升压和发生器阻抗变换问题;其次,其高压电源充电端子、电子开关的接点与接地之间设置有一存能模块,且存能模块由低速储能电容、中速储能电容、高速储能电容并联组成,很好地解决了快速蓄能与造价之间的矛盾。附图说明附图1为本发明高频衰减振荡波电压发生器局部结构示意图一;附图2为本发明高频衰减振荡波电压发生器局部结构示意图二。以上附图中:1、高压电源充电端子;2、电子开关;3、谐振电路;4、运算放大器;5、电压放大单元;6、存能模块;61、低速储能电容;62、中速储能电容;63、高速储能电容;7、换流回路;8、低通滤波单元;9、阻抗变换单元。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:实施例1:一种高频衰减振荡波电压发生器,如附图所示,包括:依次串联连接的高压电源充电端子1、电子开关2、谐振电路3、运算放大器4和电压放大单元5,所述高压电源充电端子1、电子开关2的接点与接地之间设置有一存能模块6,所述电子开关2、谐振电路3之间的接点与接地之间设置有一换流回路7,所述谐振电路3和运算放大器4之间设置有一低通滤波单元8,此低通滤波单元8的输出端连接到运算放大器4的反相端,所述运算放大器4的同相端通过电阻接地,所述电压放大单元5与运算放大器4相背的一端连接有一阻抗变换单元9;所述电压放大单元5进一步包括第一三极管Q1、第二三极管Q2和二极管D1,第一三极管Q1、第二三极管Q2各自的基极均与运算放大器4连接,所述二极管D1位于第一三极管Q1、第二三极管Q2各自的集电极之间;所述阻抗变换单元9进一步包括第三三极管Q3、第四三极管Q4,此第三三极管Q3、第四三极管Q4各自的基极分别与第一三极管Q1、第二三极管Q2各自的发射极连接,第三三极管Q3、第四三极管Q4各自发射极的接点作为所述高频衰减振荡波电压发生器的输出端。上述存能模块6由低速储能电容61、中速储能电容62、高速储能电容63并联组成。实施例2:一种高频衰减振荡波电压发生器,包括:依次串联连接的高压电源充电端子1、电子开关2、谐振电路3、运算放大器4和电压放大单元5,所述高压电源充电端子1、电子开关2的接点与接地之间设置有一存能模块6,所述电子开关2、谐振电路3之间的接点与接地之间设置有一换流回路7,所述谐振电路3和运算放大器4之间设置有一低通滤波单元8,此低通滤波单元8的输出端连接到运算放大器4的反相端,所述运算放大器4的同相端通过电阻接地,所述电压放大单元5与运算放大器4相背的一端连接有一阻抗变换单元9;所述电压放大单元5进一步包括第一三极管Q1、第二三极管Q2和二极管D1,第一三极管Q1、第二三极管Q2各自的基极均与运算放大器4连接,所述二极管D1位于第一三极管Q1、第二三极管Q2各自的集电极之间;所述阻抗变换单元9进一步包括第三三极管Q3、第四三极管Q4,此第三三极管Q3、第四三极管Q4各自的基极分别与第一三极管Q1、第二三极管Q2各自的发射极连接,第三三极管Q3、第四三极管Q4各自发射极的接点作为所述高频衰减振荡波电压发生器的输出端。上述低通滤波单元8由第2电阻和第1电容组成。信号发生器电路原理如图1所示。其中,谐振电容采用云母电容,谐振电感采用空心螺线管,电子开关SW采用MOSFET和SBD(肖特基二极管)组合器件,高速储能、中速储能和低速储能电容分别采用云母电容、聚丙烯薄膜电容和电解电容,换流回路采用高压绕线电阻。该电路可扩展到5kV以上电压等级。在低压高频(如100MHz)衰减振荡工作情况下,信号发生器部分可采用数字编程技术和DAC数模转换芯片实现。在这种应用中可通过如图2所示的电压放大器抬高输出电压,从而满足衰减发生器的输出电流水平和输出阻抗要求。采用上述高频衰减振荡波电压发生器时,其克服了现有技术不能在发生器工作时间充电的缺陷,重复利用了放电时间间隔进行充电,实现了放电与充电交替进行,且发生器对高压电源的充电速率几乎没有任何要求,几乎可以满足任意重复频率,允许的最大放电重复频率可达5MHz以上(间隔小于200ns),满足5kV以上高压衰减振荡发生器技术要求,也完全可以覆盖包括军方和民用所有开放试验要求;其次,基于串联谐振电路可降低系统对高压充电电源的设计要求,且采用低通滤波单元将可将高频噪声滤除,换流回路保证了放电脉冲的可重复性,即连续多次放电;再次,其电压放大单元解决了DAC高频小信号升压和发生器阻抗变换问题;其次,其高压电源充电端子、电子开关的接点与接地之间设置有一存能模块,且存能模块由低速储能电容、中速储能电容、高速储能电容并联组成,很好地解决了快速蓄能与造价之间的矛盾。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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