一種由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于電子工業(yè)及環(huán)保等領域里光纖傳感、充電裝置、測量儀器、環(huán)境監(jiān)測等儀器設備中的由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路。包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路、脈沖輸出電路，脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路與脈沖輸出電路連接，輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接。本實用新型的有益效果是：電路結構簡單，成本低、效率高、重復頻率變化范圍大、可放大輸出雙極性脈沖、輸出脈沖幅度高，易于小型化或模塊化設計，方便用戶使用。
【專利說明】一種由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于電子工業(yè)及環(huán)保等領域里光纖傳感、充電裝置、測量儀器、環(huán)境監(jiān)測等儀器設備中的由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路。
【背景技術】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，各種脈沖電源的應用越來越廣泛，除單極性脈沖輸出外，市場對雙極性脈沖輸出的需求越來越大，且要求有較高的輸出脈沖幅度及重復頻率。為達到相關指標要求，此類脈沖電源往往制作體積較大，成本高、效率較低，實際使用很不方便。

【發(fā)明內容】

[0003]鑒于現(xiàn)實的應用和市場需求情況，本實用新型提供了一種電路結構簡單、效率高、重復頻率變化范圍大、可輸出正負脈沖且脈沖幅度較高等特點的由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路。
[0004]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術方案是:一種由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路，其特征在于:包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路、脈沖輸出電路，所述脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路與脈沖輸出電路連接，所述輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接；
[0005]所述脈沖輸入控制電路中，三極管Tl基極與三極管T2的基極相連并接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接電阻R18的一端，并與脈沖輸入端Vi連接，電阻R18的另一端接地GND，三極管Tl的發(fā)射極通過電阻R2接三極管T2的集電極并與負供電電源-V相連，三極管T2的發(fā)射極通過電阻Rl接三極管Tl的集電極并與正供電電源+V相連，電容C2的一端與正供電電源+V相連，電容C2的另一端接地GND，電容C3的一端與負供電電源-V相連，電容C3的另一端接地GND ；
[0006]所述輸出控制及反饋電路中，二極管Dl的正極接脈沖輸入控制電路中三極管T2的發(fā)射極，二極管D2的負極接脈沖輸入控制電路中三極管Tl的發(fā)射極，二極管Dl的負極接三極管T3的基極，二極管D2的正極接三極管T4的基極，三極管T5的基極和集電極相連后與三極管T3的集電極相連，三極管T5的發(fā)射極通過電阻R3與正供電電源+V相連，三極管T6的基極和集電極相連后與三極管T4的集電極相連，三極管T6的發(fā)射極通過電阻R4與負供電電源-V相連，電阻R13與電阻R14并聯(lián)，電阻R15與電容Cl并聯(lián)，電阻R13的一端接電阻R15的一端，并與電阻R5和R6的一端相連，電阻R15的另一端接地GND，電阻R5的另一端接三極管T3的發(fā)射極，電阻R6的另一端接三極管T4的發(fā)射極；
[0007]所述驅動及保護電路中，三極管T7的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T3的集電極，三極管T7的發(fā)射極通過電阻R7與正供電電源+V相連，三極管T8的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T4的集電極，三極管T8的發(fā)射極通過電阻R8與負供電電源-V相連，高速雙二極管D3的公共端COM與高速雙二極管D4的公共端COM相連，高速雙二極管D3的陽極A接三極管T7的集電極，高速雙二極管D3的陰極K接三極管T8的集電極，高速雙二極管D4的陽極A與陰極K相連；
[0008]所述脈沖輸出電路中，三極管T9和Tll的基極相連后接驅動及保護電路中三極管T7的集電極，三極管T9和Tll的集電極相連后接正供電電源+V，三極管T9和Tll的發(fā)射極分別接電阻R9和電阻Rll的一端，三極管TlO和T12的基極相連后接驅動及保護電路中三極管T8的集電極，三極管TlO和T12的集電極相連后接負供電電源-V，三極管TlO和T12的發(fā)射極分別接電阻RlO和電阻R12的一端，電阻R9、RIO、Rll、R12的另一端相連后，分別接驅動及保護電路中高速二極管D4的陽極A、輸出控制及反饋電路中電阻R13的另一端、電阻R16的一端，電阻R16的另一端接脈沖輸出端Vo。
[0009]本實用新型的有益效果是:電路結構簡單，成本低、效率高、重復頻率變化范圍大、可放大輸出雙極性脈沖、輸出脈沖幅度高，易于小型化或模塊化設計，方便用戶使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的電路連接框圖；
[0011]圖2為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1、2所示，一種由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路，包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路、脈沖輸出電路，脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路與脈沖輸出電路連接，輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接。
[0013]上述脈沖輸入控制電路中，三極管Tl基極與三極管T2的基極相連并接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接電阻R18的一端，并與脈沖輸入端Vi連接，電阻R18的另一端接地GND，三極管Tl的發(fā)射極通過電阻R2接三極管T2的集電極并與負供電電源-V相連，三極管T2的發(fā)射極通過電阻Rl接三極管Tl的集電極并與正供電電源+V相連，電容C2的一端與正供電電源+V相連，電容C2的另一端接地GND，電容C3的一端與負供電電源-V相連，電容C3的另一端接地GND ；
[0014]上述輸出控制及反饋電路中，二極管Dl的正極接脈沖輸入控制電路中三極管T2的發(fā)射極，二極管D2的負極接脈沖輸入控制電路中三極管Tl的發(fā)射極，二極管Dl的負極接三極管T3的基極，二極管D2的正極接三極管T4的基極，三極管T5的基極和集電極相連后與三極管T3的集電極相連，三極管T5的發(fā)射極通過電阻R3與正供電電源+V相連，三極管T6的基極和集電極相連后與三極管T4的集電極相連，三極管T6的發(fā)射極通過電阻R4與負供電電源-V相連，電阻R13與電阻R14并聯(lián)，電阻R15與電容Cl并聯(lián)，電阻R13的一端接電阻R15的一端，并與電阻R5和R6的一端相連，電阻R15的另一端接地GND，電阻R5的另一端接三極管T3的發(fā)射極，電阻R6的另一端接三極管T4的發(fā)射極；
[0015]上述驅動及保護電路中，三極管T7的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T3的集電極，三極管T7的發(fā)射極通過電阻R7與正供電電源+V相連，三極管T8的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T4的集電極，三極管T8的發(fā)射極通過電阻R8與負供電電源-V相連，高速雙二極管D3的公共端COM與高速雙二極管D4的公共端COM相連，高速雙二極管D3的陽極A接三極管T7的集電極，高速雙二極管D3的陰極K接三極管T8的集電極，高速雙二極管D4的陽極A與陰極K相連；
[0016]上述脈沖輸出電路中，三極管T9和Tll的基極相連后接驅動及保護電路中三極管T7的集電極，三極管T9和Tll的集電極相連后接正供電電源+V，三極管T9和Tll的發(fā)射極分別接電阻R9和電阻Rll的一端，三極管TlO和T12的基極相連后接驅動及保護電路中三極管T8的集電極，三極管TlO和T12的集電極相連后接負供電電源-V，三極管TlO和T12的發(fā)射極分別接電阻RlO和電阻R12的一端，電阻R9、RIO、Rll、R12的另一端相連后，分別接驅動及保護電路中高速二極管D4的陽極A、輸出控制及反饋電路中電阻R13的另一端、電阻R16的一端，電阻R16的另一端接脈沖輸出端Vo ；
[0017]該脈沖放大電路主要由輸入控制、輸出控制及反饋、驅動及輸出等部分組成，該電路全部由分立元器件構成。電路通過對輸入的雙極性脈沖方波信號進行極性判定，開通或截斷相關脈沖極性通道，同時通過輸出反饋，控制當前輸出的極性通道，最終通過高壓驅動輸出完成對輸入正負脈沖方波信號幅度放大的目的。另外，在允許范圍內也可調節(jié)輸出脈沖寬度。該電路的核心器件十二個三極管，主要特點是反壓高、工作電流大、漏流小(<20nA)、高頻特性好(fT>100MHz)。電路整體結構簡單，耗能小，重復頻率高，輸出脈沖波形好，最大單極性輸出脈沖幅度可達150V (本電路最大為100V左右)。
[0018]為提高電路性能，選用噪聲低、溫漂小、高頻特性好的元器件。所有元器件可采用貼片封裝，以減小外形尺寸。
[0019]工作原理
[0020]在脈沖輸入控制電路中，三極管Tl和T2主要完成對輸入脈沖方波信號極性的判定。當輸入為正脈沖方波時，三極管Tl開啟，三極管T2關閉；而當輸入為負脈沖方波時，三極管T2開啟，三極管Tl關閉。
[0021]在輸出控制及反饋電路中，當輸入為正脈沖方波時，三極管T3導通，進而開通正脈沖放大通道，同時三極管T4截止，進而關斷負脈沖放大通道；當輸入為負脈沖方波時，三極管T4導通，進而開通負脈沖放大通道，同時三極管T3截止，進而關斷正脈沖放大通道。另夕卜，通過電阻R13、R14、R15和電容Cl等組成的輸出延時采樣反饋，控制關閉當前輸出的極性通道。
[0022]在驅動及保護電路和脈沖輸出電路中，當輸入為正脈沖方波時，三極管T7導通，進而驅動由三極管T9和Tll組成的復合管飽和導通，輸出高壓正脈沖方波，同時三極管T8截止，進而由三極管TlO和T12組成的復合管關閉截止；當輸入為負脈沖方波時，三極管T8導通，進而驅動由三極管TlO和T12組成的復合管飽和導通，輸出高壓負脈沖方波，同時三極管T7截止，進而由三極管T9和Tll組成的復合管關閉截止。
[0023]高速雙二極管D3、D4的作用是限制最大輸出脈沖電流和輸出保護。電阻R9、R10、R1UR12為均流電阻。
【權利要求】
1.一種由分立件構成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路，其特征在于:包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路、脈沖輸出電路，所述脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅動及保護電路與脈沖輸出電路連接，所述輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接； 所述脈沖輸入控制電路中，三極管Tl基極與三極管T2的基極相連并接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接電阻R18的一端，并與脈沖輸入端Vi連接，電阻R18的另一端接地GND，三極管Tl的發(fā)射極通過電阻R2接三極管T2的集電極并與負供電電源-V相連，三極管T2的發(fā)射極通過電阻Rl接三極管Tl的集電極并與正供電電源+V相連，電容C2的一端與正供電電源+V相連，電容C2的另一端接地GND，電容C3的一端與負供電電源-V相連，電容C3的另一端接地GND ； 所述輸出控制及反饋電路中，二極管Dl的正極接脈沖輸入控制電路中三極管T2的發(fā)射極，二極管D2的負極接脈沖輸入控制電路中三極管Tl的發(fā)射極，二極管Dl的負極接三極管T3的基極，二極管D2的正極接三極管T4的基極，三極管T5的基極和集電極相連后與三極管T3的集電極相連，三極管T5的發(fā)射極通過電阻R3與正供電電源+V相連，三極管T6的基極和集電極相連后與三極管T4的集電極相連，三極管T6的發(fā)射極通過電阻R4與負供電電源-V相連，電阻R13與電阻R14并聯(lián)，電阻R15與電容Cl并聯(lián)，電阻R13的一端接電阻R15的一端，并與電阻R5和R6的一端相連，電阻R15的另一端接地GND，電阻R5的另一端接三極管T3的發(fā)射極，電阻R6的另一端接三極管T4的發(fā)射極； 所述驅動及保護電路中，三極管T7的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T3的集電極，三極管T7的發(fā)射極通過電阻R7與正供電電源+V相連，三極管T8的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T4的集電極，三極管T8的發(fā)射極通過電阻R8與負供電電源-V相連，高速雙二極管D3的公共端COM與高速雙二極管D4的公共端COM相連，高速雙二極管D3的陽極A接三極管T7的集電極，高速雙二極管D3的陰極K接三極管T8的集電極，高速雙二極管D4的陽極A與陰極K相連； 所述脈沖輸出電路中，三極管T9和Tll的基極相連后接驅動及保護電路中三極管T7的集電極，三極管T9和Tll的集電極相連后接正供電電源+V，三極管T9和Tll的發(fā)射極分別接電阻R9和電阻Rll的一端，三極管TlO和T12的基極相連后接驅動及保護電路中三極管T8的集電極，三極管TlO和T12的集電極相連后接負供電電源-V，三極管TlO和T12的發(fā)射極分別接電阻RlO和電阻R12的一端，電阻R9、R10、R11、R12的另一端相連后，分別接驅動及保護電路中高速二極管D4的陽極A、輸出控制及反饋電路中電阻R13的另一端、電阻R16的一端，電阻R16的另一端接脈沖輸出端Vo。
【文檔編號】H03F3/21GK203691356SQ201320841255
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權日:2013年12月19日
【發(fā)明者】劉申, 李然, 周末夢 申請人:東文高壓電源（天津）有限公司