本實用新型涉及一種正負(fù)高壓產(chǎn)生電路，具體來講是一種用于超聲換能器的電平可控制的正負(fù)高壓產(chǎn)生電路，屬于超聲設(shè)備設(shè)計領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

超聲波換能器是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率，廣泛應(yīng)用工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、生活、醫(yī)療及軍事等領(lǐng)域。超聲波換能器作為彩超設(shè)備的核心部件，需要對壓電元件施加高壓脈沖信號，以實現(xiàn)電信號到超聲波信號的轉(zhuǎn)換。而彩超機中的其他處理電路均為弱點系統(tǒng)，因此需要一種低壓到高壓轉(zhuǎn)換電路。同時，對于不同的壓電元件和使用場景，換能器需要的高壓脈沖的電平又不一樣，因此需要一種高壓電平可控制的轉(zhuǎn)換電路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種可自動控制控制正負(fù)高壓產(chǎn)生的用于超聲換能器的電平可控制的正負(fù)高壓產(chǎn)生電路。

為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供一種用于超聲換能器的電平可控制的正負(fù)高壓產(chǎn)生電路，包括一個分別與超聲換能器的正壓電路、負(fù)壓電路電連的電壓反饋電路，電壓反饋電路主要由順序串連的現(xiàn)場可編程門陣列、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和運算放大器組成?，F(xiàn)場可編程門陣列通訊連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸入端，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸出端具有正向電壓輸出端和負(fù)向電壓輸出端，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的正向電壓輸出端通過運算放大器電連所述正壓電路，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的負(fù)向電壓輸出端通過運算放大器電連所述負(fù)壓電路。

現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物，它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。數(shù)模轉(zhuǎn)換器，是一種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號（以電流、電壓或電荷的形式）的設(shè)備，在很多數(shù)字系統(tǒng)中（例如計算機），信號以數(shù)字方式存儲和傳輸，而數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器可以將這樣的信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，從而使得它們能夠被外界（人或其他非數(shù)字系統(tǒng)）識別，基本上由4個部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運算放大器、基準(zhǔn)電源和模擬開關(guān)。運算放大器（簡稱“運放”）是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。在實際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出信號可以是輸入信號加、減或微分、積分等數(shù)學(xué)運算的結(jié)果。[1]由于早期應(yīng)用于模擬計算機中，用以實現(xiàn)數(shù)學(xué)運算，故得名“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現(xiàn)，也可以實現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。

本實用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：

進(jìn)一步的，正壓電路、負(fù)壓電路上分別串接有DC-DC轉(zhuǎn)換芯片。

進(jìn)一步的，正壓電路上串接的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片為MAX1771。

進(jìn)一步的，負(fù)壓電路上串接的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片為MAX1846。

進(jìn)一步的，超聲換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成，其中壓電陶瓷圓盤換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8～16只Cymbal換能器、兩個金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的實現(xiàn)弱點信號到高壓的轉(zhuǎn)換，同時高壓電平可根據(jù)需求進(jìn)行配置。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理示意圖；

圖2為正壓電路示意圖；

圖3為負(fù)壓電路示意圖。

具體實施方式

實施例1

一種用于超聲換能器的電平可控制的正負(fù)高壓產(chǎn)生電路，如圖1-圖3所示，包括順序串連的現(xiàn)場可編程門陣列、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和運算放大器組成?，F(xiàn)場可編程門陣列通訊連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸出端具有正向電壓輸出端和負(fù)向電壓輸出端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的正向電壓輸出端通過運算放大器電連所述正壓電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的負(fù)向電壓輸出端通過運算放大器電連所述負(fù)壓電路。正壓電路上串接有型號為MAX1771的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片，負(fù)壓電路上串接有型號為MAX1846的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片。其中，超聲換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成，其中壓電陶瓷圓盤換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8～16只Cymbal換能器、兩個金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成

本實施例提供的該方案實現(xiàn)原理如下：FPGA控制DAC電路分別產(chǎn)生電壓V_P和V_N；V_P和V_N經(jīng)運算放大器放大后產(chǎn)生電壓V_adj-P和V_adj-N，分別供給正壓電路和負(fù)壓電路，用于調(diào)節(jié)正壓電路和負(fù)壓電路的反饋電壓；正壓電路和負(fù)壓電路中的DC-DC芯片根據(jù)Vadj-P和Vadj-N產(chǎn)生相應(yīng)的高壓輸出。

調(diào)節(jié)升壓電路和負(fù)壓電路的反饋電壓，具體原理如下：

對于正壓電路，本方案選用MAX1771作為實例，簡要原理圖見圖2。計算公式如下：

對于MAX1771，Vref=1.5V。Vadj-P的可調(diào)范圍為0～1.2V。在本方案中，為了防止在批量生產(chǎn)后，不同的單板間實際輸出高壓有偏差，將R34采用可調(diào)電阻，通過校準(zhǔn)使FPGA配置的同一個值在各單板上輸出準(zhǔn)確一致。

對于負(fù)壓電路，本方案選用MAX1846作為實例，簡要原理圖見圖3.計算公式如下：

對于MAX1846，Vref=1.25V。Vadj-P的可調(diào)范圍為0～1.2V。在本方案中，R25也采用可調(diào)電阻的方式。

除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護(hù)范圍。