一种便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器的制作方法

本发明涉及一种用于辐射探测装置的快脉冲信号发生器，具体涉及一种便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器。

背景技术：

1、在脉冲辐射测量中，光电器件如：光电管，硅光电倍增器，光电二极管等，主要功能是将光信号转换成电信号，并与后端读出电路、数据传输系统等一起构成了光电探测系统。

2、在加速器等大型装备中强脉冲辐射场辐照测量之前，通常需要采用模拟光源开展通路检测，确保光电探测系统处于正常的工作状态。而高亮度的led发光二极管是最常用的模拟光源，但是led发光二极管需要脉冲信号源的驱动，调节脉冲信号源的宽度或幅度，可以实现led发光二极管的光强度的变化。

3、现有商业化的便携式脉冲信号源通常输出幅度为5v，而存在大幅度的脉冲信号源存在不够便携、体积大、重量大、成本高的问题，其输出最大幅度为10v，驱动电流为0.2a左右，驱动led发光强度不够；现有加速器等大型装备中，驱动led发强光时，需要的信号源幅度通常大于10v，驱动电流大于0.5a，因此现有脉冲信号源难以满足强脉冲辐射场光电探测系统开展通路检测的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有光电探测系统中驱动模拟光源的脉冲信号源不够强，难以满足加速器等大型装备中强脉冲辐射场光电探测系统开展通路检测的需求的技术问题，而提供一种便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

3、一种便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器，其特殊之处在于：包括电源变换电路、可编程脉冲产生电路、一级驱动电路、二级驱动电路以及脉宽设置电路；

4、电源变换电路包括ac/dc模块；

5、ac/dc模块的输入端与外部电源连接，ac/dc模块的输出端分别与可编程脉冲产生电路、一级驱动电路、二级驱动电路连接；

6、脉宽设置电路用于产生脉宽设置信号，可编程脉冲产生电路的输入端与脉宽设置电路连接；可编程脉冲产生电路用于根据脉宽设置电路的脉宽设置信号产生低压脉冲信号；可编程脉冲产生电路的输出端与一级驱动电路的输入端连接；

7、一级驱动电路用于提高输出脉冲幅度和电流；

8、二级驱动电路用于将一级驱动电路输出的脉冲幅度和电流进行放大并输出驱动脉冲。

9、进一步地，所述一级驱动电路包括运算放大器a1、电阻r1﹑电阻r2﹑电阻r3﹑电阻r4﹑电容c1以及电容c2；

10、运算放大器a1的同相输入端连接电阻r1的一端及电容c1的一端，电阻r1的另一端与可编程脉冲产生电路的输出端连接；

11、运算放大器a1的反相输入端与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端接地；

12、电阻r2的一端与运算放大器a1的输出端连接，另一端与运算放大器a1的反相输入端相连；

13、运算放大器a1的输出端与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与电容c2的一端连接，并且与二级驱动电路的输入端连接；

14、电容c1的另一端接地；

15、电容c2的另一端接地。

16、进一步地，所述二级驱动电路包括驱动器件a2、电阻r5与电容c3；

17、驱动器件a2的输入端与电容c3的一端连接,驱动器件a2的输出端与电阻r5的一端连接；

18、电容c3的另一端与电阻r4的另一端连接；

19、电阻r5的另一端输出驱动脉冲。

20、进一步地，所述可编程脉冲产生电路包括可编程逻辑器件﹑复位电路﹑触发电路和时钟电路；

21、复位电路的输出端﹑触发电路的输出端﹑时钟电路的输出端均与可编程逻辑器件连接；可编程逻辑器件的输出端与电阻r1的另一端连接；

22、脉宽设置电路的输出端通过拨码开关与可编程逻辑器件连接。

23、进一步地，所述可编程逻辑器件包括脉冲前沿检测模块、脉冲后沿检测模块与脉宽运算模块；

24、脉冲前沿检测模块的输入端与触发电路的输出端连接，脉冲前沿检测模块的输出端分别与脉冲后沿检测模块的第一输入端、脉宽运算模块的一个输入端连接；

25、脉冲后沿检测模块的第二输入端通过延时模块与复位电路的输出端连接，脉冲后沿检测模块的输出端与脉宽运算模块的另一个输入端连接；脉宽运算模块的输出端与电阻r1的另一端连接；

26、脉宽设置电路的输出端与脉冲后沿检测模块的第三输入端连接。

27、进一步地，所述电源变换电路还包括滤波电路、稳压电路ldo1、稳压电路ldo2及稳压电路ldo3；滤波电路的输入端与ac/dc模块的输出端连接，滤波电路的输出端分别连接稳压电路ldo1的输入端、稳压电路ldo2的输入端、稳压电路ldo3的输入端与可编程脉冲产生电路的输入端；稳压电路ldo1的输出端、稳压电路ldo2的输出端分别连接一级驱动电路的正负电源端，稳压电路ldo3的输出端连接二级驱动电路的电源端。

28、进一步地，所述ac/dc模块输出24v电源、﹢15v电源、﹣15v电源与5v电源；

29、滤波电路包括共模电感l1、共模电感l2、共模电感l3和共模电感l4；

30、共模电感l1的一个输入端接ac/dc模块输出的﹢15v电源，另一个输入端接地；共模电感l1的一个输出端连接稳压电路ldo1的输入端，另一个输出端接地；

31、共模电感l2的一个输入端接ac/dc模块输出的﹣15v电源，另一个输入端接地；共模电感l2的一个输出端连接稳压电路ldo2的输入端，另一个输出端接地；

32、共模电感l3的一个输入端接ac/dc模块输出的24v电源，另一个输入端接地；共模电感l3的一个输出端连接稳压电路ldo3的输入端，另一个输出端接地；

33、共模电感l4的一个输入端接ac/dc模块输出的5v电源，另一个输入端接地；共模电感l4的一个输出端连接可编程逻辑器件的输入端，另一个输出端接地。

34、进一步地，所述共模电感l1的一个输入端与另一个输入端之间连接有第一输入电容，共模电感l1的一个输出端与另一个输出端之间连接有第一输出电容；

35、共模电感l2的一个输入端与另一个输入端之间连接有第二输入电容，共模电感l2的一个输出端与另一个输出端之间连接有第二输出电容；

36、共模电感l3的一个输入端与另一个输入端之间连接有第三输入电容，共模电感l3的一个输出端与另一个输出端之间连接有第三输出电容；

37、共模电感l4的一个输入端与另一个输入端之间连接有第四输入电容，共模电感l4的一个输出端与另一个输出端之间连接有第四输出电容。

38、进一步地，还包括幅度调节电路；

39、幅度调节电路为可调电位器，可调电位器的一端与稳压电路ldo3的可调端连接，可调电位器的调节端与可调电位器的另一端相连，且可调电位器的另一端接地。

40、进一步地，所述稳压电路ldo1采用ua7812；

41、稳压电路ldo2采用ua7912；

42、稳压电路ldo3采用lmt317；

43、可编程逻辑器件选用fpga或cpld芯片，cpld芯片的型号为xc95144；

44、复位电路采用手动按键reset键；

45、触发电路采用手动按键triggerkey键；

46、时钟电路采用10m晶振；

47、一级驱动电路采用驱动芯片ths3491，二级驱动电路采用驱动芯片ixdd609,驱动芯片ixdd609d的最大驱动电流为9a，供电电压最大为24v；

48、共模电感l1、共模电感l2、共模电感l3和共模电感l4均选用100uh扼流圈共模电感。

49、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

50、1、本发明便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器中，可编程脉冲产生电路用于产生低压脉冲信号的脉宽；脉宽设置电路用于设置可编程脉冲产生电路输出的低压脉冲信号；使用一级驱动电路和二级驱动电路进行两级驱动后，大大提高了驱动能力，为外部led提供稳定、强驱动的快脉冲信号。

51、2、本发明便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器中，二级驱动电路采用集成化驱动芯片，使得驱动电流最大为9a,信号前沿在10ns以内，可以产生外部led需要的大幅度﹑强驱动﹑快脉冲信号。

52、3、本发明便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器，可以使用手动设置单次触发模式。

53、4、本发明便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器中可编程器件能够产生低压单次触发脉冲，作为源信号。

54、5、本发明便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器，采用ac/dc模块供电，通过扼流圈共模电感滤波，提供了低纹波供电。

55、6、本发明便携式大幅度强驱动快脉冲信号发生器，具有输出脉冲幅度大﹑体积小，重量轻，成本低，操作简单的优势，适合应用在加速器等大型装备强脉冲辐射场中光电探测系统的通路检测。