專利名稱：脈沖功率放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及功率放大電路，特別是脈沖功率放大電路。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，標準脈沖信號源對脈沖波形定義了嚴格的參數(shù)，例如電壓幅度和精度、上升/下降時間、前沖、過沖和振鈴等。當脈沖幅度高達100V時，滿足這些技術(shù)要求就比低壓(〈10V)時困難得多。常見的高壓脈沖產(chǎn)生電路通常只針對其中的一到兩個指標進行設計，則需綜合考慮上述所有指標要求。設計一種脈沖功率放大電路。

實用新型內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種脈沖功率放大電路。本實用新型公布的脈沖功率放大電路，在脈沖幅度高達100V時，滿足電壓幅度、精度、上升/下降時間、前沖、過沖和振鈴的指標要求。具體的技術(shù)指標簡述如下:50歐姆負載上提供最大50Vp-p的高速脈沖信號，脈沖的上升/下降時間小于7ns ；負載為高阻時，則脈沖幅度可達lOOVp-p ； 脈沖幅度的準確度優(yōu)于土 1% ；前沖、過沖和振鈴均小于5% ；可輸出正/負極性的脈沖。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為: 一種脈沖功率放大電路，所述脈沖功率放大電路包括大功率射頻MOSFET管、內(nèi)部射頻大功率負載電阻、脈沖變壓器、繼電器和外部負載；所述大功率射頻MOSFET管與所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接，所述所述大功率射頻MOSFET管與所述脈沖變壓器連接，所述脈沖變壓器和所述外部負載連接，所述繼電器與所述外部負載連接；脈沖電流之和輸入到所述大功率射頻MOSFET管，所述大功率射頻MOSFET管輸出驅(qū)動其負載產(chǎn)生高壓脈沖信號；需要負脈沖輸出時，通過所述繼電器的切換，使Vpu電壓通過所述脈沖變壓器與機殼連接，從而使脈沖電流由機殼流過所述外部負載并回到所述大功率射頻MOSFET管，產(chǎn)生負脈沖信號；需要正脈沖輸出時，脈沖電流通過所述脈沖變壓器耦合到所述外部負載上并進一步流過機殼，機殼與所述大功率射頻MOSFET管的輸出相連接，從而形成脈沖電流回路，產(chǎn)生相對于機殼的正脈沖信號。所述脈沖功率放大電路還包括補償電路，所述補償電路與所述大功率射頻MOSFET管或者所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接。[0017]所述補償電路包括A補償電路、B補償電路、C補償電路和D補償電路，所述A補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的柵極連接，所述B補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的漏極連接，所述C補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的源極連接，所述D補償電路與所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接。所述脈沖功率放大電路還包括基線調(diào)節(jié)電路，所述基線調(diào)節(jié)電路與所述外部負載連接。所述基線調(diào)節(jié)電路可以提供+/-20mA的直流偏置電流，所述基線調(diào)節(jié)電路在外部接所述外部負載時，可產(chǎn)生+/-1V的直流偏置，用于精確地將脈沖信號的基線電壓調(diào)節(jié)到OVo在所述大功率射頻MOSFET管的下游還設置有取樣點，取樣點的脈沖電壓峰值與兩個保護電壓值相比較，超出設定值則產(chǎn)生告警信號，并控制所述繼電器，進而切斷流過所述外部負載的脈沖電流。所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻的阻值為50 Ω。所述外部負載的阻值為50 Ω。所述大功率射頻MOSFET管是共柵極放大結(jié)構(gòu)。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:1、本實用新型公布的脈沖功率放大電路，在脈沖幅度高達100V時，滿足電壓幅度、精度、上升/下降時間、前沖、過沖和振鈴的指標要求。

圖1是脈沖功率放大電路負脈沖連接框圖。圖2是脈沖功率放大電路正脈沖連接框圖。圖3是脈沖功率放大電路的電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1和圖2所示，一種脈沖功率放大電路，所述脈沖功率放大電路包括大功率射頻MOSFET管2、內(nèi)部射頻大功率負載電阻5、脈沖變壓器11、繼電器9和外部負載10 ；所述大功率射頻MOSFET管與所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻5連接，所述所述大功率射頻MOSFET管與所述脈沖變壓器連接，所述脈沖變壓器和所述外部負載連接，所述繼電器與所述外部負載連接；脈沖電流之和輸入到所述大功率射頻MOSFET管，所述大功率射頻MOSFET管輸出驅(qū)動其負載產(chǎn)生高壓脈沖信號；需要負脈沖輸出時，通過所述繼電器的切換，使Vpu電壓通過所述脈沖變壓器與機殼7連接，從而使脈沖電流由機殼流過所述外部負載并回到所述大功率射頻MOSFET管，產(chǎn)生負脈沖信號；[0035]需要正脈沖輸出時，脈沖電流通過所述脈沖變壓器耦合到所述外部負載上并進一步流過機殼，機殼與所述大功率射頻MOSFET管的輸出相連接，從而形成脈沖電流回路，產(chǎn)生相對于機殼的正脈沖信號。所述脈沖功率放大電路還包括補償電路，所述補償電路與所述大功率射頻MOSFET管或者所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接。所述補償電路包括A補償電路3、B補償電路1、C補償電路4和D補償電路6，所述A補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的柵極連接，所述B補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的漏極連接，所述C補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的源極連接，所述D補償電路與所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接。所述脈沖功率放大電路還包括基線調(diào)節(jié)電路8，所述基線調(diào)節(jié)電路與所述外部負載連接。所述基線調(diào)節(jié)電路可以提供+/-20mA的直流偏置電流，所述基線調(diào)節(jié)電路在外部接所述外部負載時，可產(chǎn)生+/-1V的直流偏置，用于精確地將脈沖信號的基線電壓調(diào)節(jié)到OVo在所述大功率射頻MOSFET管的下游還設置有取樣點，取樣點的脈沖電壓峰值與兩個保護電壓值相比較，超出設定值則產(chǎn)生告警信號，并控制所述繼電器，進而切斷流過所述外部負載的脈沖電流。所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻的阻值為50 Ω。所述外部負載的阻值為50 Ω。所述大功率射頻MOSFET管是共柵極放大結(jié)構(gòu)。實施例1脈沖功率放大電路設計為共柵極結(jié)構(gòu)，脈沖電流IO和Il從V801的源極輸入，漏極的負載有兩種情況，其中R529是內(nèi)部的50歐姆射頻大功率電阻，而外部負載可以是50歐姆或高阻OlkQ )，因而V801漏極上的總負載為25或50歐姆。因此可在50歐姆負載上產(chǎn)生lOOVp-p的脈沖信號。由于脈沖波形的參數(shù)中，上升/下降時間與過沖、振鈴在電路上的要求是矛盾的，因此設計了補償和校正電路。VPU通過脈沖變壓器L503為V801提供直流偏置電壓，并且該電壓跟隨脈沖幅度變化而變化。K502和K503用于切換外部負載兩個端點的接入點，使流過外部負載的脈沖電流方向(相對于機殼地)產(chǎn)生180°的變化，由于整個脈沖功放電路的直流供電是“浮地”,即功放的直流參考點與機殼地沒有直接連接，因此相對于機殼地來說，外部負載上的脈沖電壓可以是+100V或者-100V。V531和V522構(gòu)成一個鏡像恒流源電路，流入到負載的電流大小由D/A輸出的“V0UTC”電壓控制，可以精確地將輸出脈沖的基線電壓調(diào)節(jié)到0V，調(diào)節(jié)的范圍是±1V，分辨率小于0.5mV。圖3中“F”處是脈沖的輸出點，因此也是過壓保護電路的取樣點?！癘VER HIGH”信號有效時將直接關(guān)閉K501，切斷脈沖輸出；其次是將功放管的直流供電VPU的電壓鉗位到12V以下；然后通知控制器產(chǎn)生了過壓保護事件。過壓保護的閾值有兩個，一個可以通過用戶設定，由D/A產(chǎn)生基準電壓，經(jīng)過逐級電平轉(zhuǎn)換后與輸出脈沖的峰值電壓相比較，設定的分辨率小于0.1% ;另一個是固定的，比脈沖功放電路允許的最大脈沖電壓稍高一點。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種脈沖功率放大電路，其特征在于，所述脈沖功率放大電路包括大功率射頻MOSFET管、內(nèi)部射頻大功率負載電阻、脈沖變壓器、繼電器和外部負載； 所述大功率射頻MOSFET管與所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接，所述所述大功率射頻MOSFET管與所述脈沖變壓器連接，所述脈沖變壓器和所述外部負載連接，所述繼電器與所述外部負載連接； 脈沖電流之和輸入到所述大功率射頻MOSFET管，所述大功率射頻MOSFET管輸出驅(qū)動其負載產(chǎn)生高壓脈沖信號； 需要負脈沖輸出時，通過所述繼電器的切換，使Vpu電壓通過所述脈沖變壓器與機殼連接，從而使脈沖電流由機殼流過所述外部負載并回到所述大功率射頻MOSFET管，產(chǎn)生負脈沖信號； 需要正脈沖輸出時，脈沖電流通過所述脈沖變壓器耦合到所述外部負載上并進一步流過機殼，機殼與所述大功率射頻MOSFET管的輸出相連接，從而形成脈沖電流回路，產(chǎn)生相對于機殼的正脈沖信號。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖功率放大電路，其特征在于，所述脈沖功率放大電路還包括補償電路，所述補償電路與所述大功率射頻MOSFET管或者所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接。
3.如權(quán)利要求2所述的脈沖功率放大電路，其特征在于，所述補償電路包括A補償電路、B補償電路、C補償電路和D補償電路，所述A補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的柵極連接，所述B補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的漏極連接，所述C補償電路與所述大功率射頻MOSFET管的源極連接，所述D補償電路與所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接。
4.如權(quán)利要求1所述的脈沖功率放大電路，其特征在于，所述脈沖功率放大電路還包括基線調(diào)節(jié)電路，所述基線調(diào)節(jié)電路與所述外部負載連接。
5.如權(quán)利要求1所述的脈沖功率放大電路，其特征在于，所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻的阻值為50 Ω。
6.如權(quán)利要求1所述的脈沖功率放大電路，其特征在于，所述外部負載的阻值為50Ω。
7.如權(quán)利要求1所述的脈沖功率放大電路，其特征在于，所述大功率射頻MOSFET管是共柵極放大結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及功率放大電路領(lǐng)域，具體涉及脈沖功率放大電路。一種脈沖功率放大電路，所述脈沖功率放大電路包括大功率射頻MOSFET管、內(nèi)部射頻大功率負載電阻、脈沖變壓器、繼電器和外部負載；所述大功率射頻MOSFET管與所述內(nèi)部射頻大功率負載電阻連接，所述所述大功率射頻MOSFET管與所述脈沖變壓器連接，所述脈沖變壓器和所述外部負載連接，所述繼電器與所述外部負載連接；脈沖電流之和輸入到所述大功率射頻MOSFET管，所述大功率射頻MOSFET管輸出驅(qū)動其負載產(chǎn)生高壓脈沖信號。本實用新型公布的脈沖功率放大電路，在脈沖幅度高達100V時，滿足電壓幅度、精度、上升/下降時間、前沖、過沖和振鈴的指標要求。
文檔編號H03K5/02GK203027224SQ20132002469
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者馮文生, 鄒金強 申請人:成都前鋒電子儀器有限責任公司