[發(fā)明專利]一種帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310337126.3
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103368507A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成向陽;陳雪蓮;譚寶海;郝憲鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: H03F1/42
• 分類號: H03F1/42;H03F1/02
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

1.一種帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，包括輸入控制單元、高壓放大單元、快速關(guān)斷單元、信號檢測單元、主控單元和鍵盤，其特征在于：輸入信號與輸入控制單元和信號檢測單元相連，輸入控制單元的輸出與高壓放大單元相連，高壓放大單元的輸出與快速關(guān)斷單元相連，主控單元與輸入控制單元、快速關(guān)斷單元、信號檢測單元和鍵盤相連；主控單元根據(jù)鍵盤的輸入，設(shè)置信號檢測單元信號檢測門檻電平、輸出輸入控制單元輸出和快速關(guān)斷單元的控制脈沖；高壓放大單元把輸入控制單元的輸入放大以后送到快速關(guān)斷單元；信號檢測單元利用主控單元設(shè)置的檢測門檻電平與輸入信號進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到高于門檻電平的信號后，產(chǎn)出延時關(guān)斷觸發(fā)信號送到控制主控單元；快速關(guān)斷單元利用主控單元的關(guān)斷控制脈沖信號實(shí)現(xiàn)高壓放大單元輸出信號的關(guān)斷與導(dǎo)通，來實(shí)現(xiàn)激勵信號拖尾的抑制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：輸入控制單元，包括一個高速低阻模擬開關(guān)，在主控單元的控制下，向高壓放大單元輸出不同的信號；所述高速低阻模擬開關(guān)的兩個輸入分別接輸入信號和接地，導(dǎo)通時，輸入信號被輸入高壓放大單元，關(guān)斷時，高壓放大單元的輸入接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：所述高壓放大單元，包括一個300V寬頻帶運(yùn)放、第一高壓高頻大功率三極管和第二高壓高頻大功率三極管、第一超快速高壓二極管和第二超快速高壓二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻；所述寬頻帶運(yùn)放的輸入接輸入控制單元，所述寬頻帶運(yùn)放的輸出經(jīng)第一超快速高壓二極管和第二超快速高壓二極管后接第一高壓高頻大功率三極管和第二高壓高頻大功率三極管的基極，第一高壓高頻大功率三極管和第二高壓高頻大功率三極管的發(fā)射極經(jīng)限流第五電阻和第六電阻連接到一起后把輸出高壓信號送到快速關(guān)斷單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：所述快速關(guān)斷單元，包括由光耦隔離驅(qū)動芯片、耐壓500V的N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、耐壓500V的P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、第一耐壓500V的二極管和第二耐壓500V的二極管；光耦隔離驅(qū)動芯片的輸入接自主控單元，輸出接兩片金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的柵極；高壓放大單元的輸出分別經(jīng)二極管后接兩片金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的漏極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：所述信號檢測單元，包括一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器和一個比較器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器的控制和數(shù)據(jù)信號來自主控單元，比較器的正向輸入和反向輸入接輸入信號和的輸出；主控單元設(shè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出作為比較器的檢測門檻電平，比較器檢測到高于門檻電平的信號后，產(chǎn)生延時關(guān)斷觸發(fā)信號，送到控制主控單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：所述主控單元，由現(xiàn)場可編程門陣列編程實(shí)現(xiàn)，包括軟核處理器、延時模塊、關(guān)斷脈沖寬度模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和鍵盤控制器；延時模塊的輸入連接到信號檢測單元和軟核處理器；關(guān)斷脈沖寬度模塊的輸入連接到延時模塊和軟核處理器；數(shù)模轉(zhuǎn)換控制器的輸入連接到軟核處理器，輸出連接到信號檢測單元；鍵盤控制器與鍵盤相連；主控單元利用鍵盤的輸入?yún)?shù)設(shè)置檢測門檻電平、關(guān)斷控制脈沖信號的延時和脈沖寬度，利用信號檢測單元的輸出產(chǎn)生快速關(guān)斷單元的關(guān)斷控制脈沖信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：所述軟核處理器由FPGA內(nèi)部資源編程實(shí)現(xiàn)，利用鍵盤控制器的鍵盤輸入信息，設(shè)置延時、關(guān)斷脈沖寬度和數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制的參數(shù)；延時模塊由計(jì)數(shù)器構(gòu)成，在信號監(jiān)測單元的延時關(guān)斷觸發(fā)信號啟動下開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到設(shè)定值后，產(chǎn)生關(guān)斷脈沖寬度模塊的啟動信號，觸發(fā)關(guān)斷脈沖寬度模塊工作，最小時間計(jì)數(shù)單位是100ns。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：關(guān)斷脈沖寬度模塊由計(jì)數(shù)器構(gòu)成，在延時模塊的啟動下，輸出關(guān)斷脈沖控制信號，當(dāng)達(dá)到設(shè)定脈沖寬度后，禁止關(guān)斷控制脈沖信號輸出，最小時間計(jì)數(shù)單位是100ns。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：所述數(shù)模轉(zhuǎn)換控制器由FPGA內(nèi)部資源編程實(shí)現(xiàn)，利用鍵盤輸入?yún)?shù)，設(shè)置信號檢測單元的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出，設(shè)定信號檢測單元內(nèi)部比較器的門檻電平。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的帶關(guān)斷控制的聲波激勵信號放大器，其特征在于：鍵盤控制器由FPGA內(nèi)部資源編程實(shí)現(xiàn)，掃描鍵盤的輸入信息，確定輸入鍵碼，把輸入鍵碼送給軟核處理器；鍵盤與主控單元的鍵盤控制器連接，為主控單元提供信號檢測門檻電平、關(guān)斷脈沖控制信號的延時和寬度參數(shù)。