[發明專利]一種基于光電隔離的快沿脈沖發生器

在審

• 申請號: 201410633270.6
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104467748A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 徐碧輝;唐建;李廷凱;梅勇;宋方偉;曾熠;陳琴;蒲實
• 申請（專利權）人: 綿陽市維博電子有限責任公司
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及脈沖發生器技術領域，尤其涉及一種基于光電隔離的快沿脈沖發生器。

背景技術

隨著科學技術的進步和發展，快沿脈沖在社會各領域均得到了廣泛的運用，如在武器裝備領域中主要用于核物理試驗、雷達等方面，特別是在模擬核爆試驗中，其前沿上升沿的速率直接影響著核爆試驗的結果。

目前，國內外大多數的快沿脈沖發生器均存在體積龐大的缺陷，因此無法或者不便于在一些小場所使用，這樣給實際運用帶來了諸多不便，而且，現有的快沿脈沖源的信號脈寬是無法進行控制的。如申請號為201310436461.9的發明名稱為高壓納秒脈沖電源裝置的發明專利，其提出了一種高壓納秒脈沖電源裝置及控制方法，其不足之處在于信號脈寬無法控制，系統臃腫，從而導致在實際應用中適用范圍較窄的問題。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種基于光電隔離的快沿脈沖發生器，以克服現有技術中的快沿脈沖源體積龐大，且無法控制信號脈寬，導致適用范圍較窄的問題。

為實現上述目的，本申請提供了以下技術方案：

一種基于光電隔離的快沿脈沖發生器，包括：處理器單元、光電隔離脈沖產生單元、脈沖幅度控制單元、上升沿控制單元和快沿脈沖產生單元；

所述處理器單元，用于與上位機進行信息交流，發送原始脈沖信號，并對獲取的脈沖參數信息進行處理，得到脈沖控制指令；

所述光電隔離脈沖產生單元，用于根據所述脈沖控制指令對所述原始脈沖信號進行隔離，產生第一脈沖信號；

所述脈沖幅度控制單元，用于根據所述脈沖控制指令控制輸出電壓的大小；

所述上升沿控制單元，用于根據所述第一脈沖信號和所述輸出電壓控制所述快沿脈沖產生單元產生納秒級前沿上升沿的第二脈沖信號。

優選的，所述處理器單元具體通過PCI總線與上位機相連。

優選的，所述處理器單元包括：FPGA芯片和外圍配置電路。

優選的，所述脈沖參數信息包括：脈沖幅度值、脈沖寬度、脈沖開關。

優選的，所述脈沖幅度控制單元包括：數字電位單元和高壓電源單元；

所述數字電位單元用于根據所述脈沖控制指令中的電阻值設置信息設置電阻值，運用分壓改變所述高壓電源單元的參考電壓，控制所述高壓電源單元的輸出電壓。

優選的，所述數字電位單元還用于將所述電阻值設置信息存儲于寄存器中。

優選的，所述上升沿控制單元包括：MOSFET驅動單元和儲能單元；

所述MOSFET驅動單元，用于將所述第一脈沖信號進行再處理，生成第三脈沖信號驅動打開所述快沿脈沖產生單元中的MOSFET；

所述儲能單元用于當所述MOSFET打開時提供瞬間大電流，保障所述第二脈沖信號的上升沿。

優選的，所述儲能單元由瓷片電容構成。

優選的，還包括：隔離電源單元，用于將所述第二脈沖信號作為參考地，并輸出電源供給所述光電隔離脈沖產生單元和所述MOSFET驅動單元。

優選的，所述電源具體為基于所述第二脈沖信號作為零電勢點的5V電源。

由以上技術方案可知，本申請提供了一種基于光電隔離的快沿脈沖發生器，包括：處理器單元、光電隔離脈沖產生單元、脈沖幅度控制單元、上升沿控制單元和快沿脈沖產生單元；所述處理器單元，用于與上位機進行信息交流，發送原始脈沖信號，并對獲取的脈沖參數信息進行處理，得到脈沖控制指令；所述光電隔離脈沖產生單元，用于根據所述脈沖控制指令對所述原始脈沖信號進行隔離，產生第一脈沖信號；所述脈沖幅度控制單元，用于根據所述脈沖控制指令控制輸出電壓的大小；所述上升沿控制單元，用于根據所述第一脈沖信號和所述輸出電壓控制所述快沿脈沖產生單元產生納秒級前沿上升沿的第二脈沖信號。該快沿脈沖發生器各模塊之間集成度高、價格低，因此整體體積小、生產成本低，而且，其實現了納秒級前沿上升沿，并通過對脈沖幅度控制單元輸出電壓大小的調節，實現了對脈沖信號脈寬幅度的調節。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例一提供的一種基于光電隔離的快沿脈沖發生器的結構示意圖；

圖2為本申請實施例二提供的一種基于光電隔離的快沿脈沖發生器的結構示意圖。

具體實施方式