电感耦合等离子体发生器中的RF信号源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器、串联谐振回路和压控信号衰减器，串联谐振回路连接在石英晶体振荡器和压控信号衰减器之间，谐振于石英晶体振荡器的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器的信号幅度。该信号源可配合负反馈系统，控制RF线性放大器输出功率的高低。它的特点是，动态范围大、正弦输出波形失真小，能满足大功率RF线性放大器对信号源严苛的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电感耦合等离子体(ICP)发生器，具体涉及电感耦合等离子体发生器中的RF信号源。
技术介绍
通常，将结型场效应晶体管串联于高频信号的通路中，利用其可变电阻区对高频信号进行衰减，因此，场效应晶体管的源极就不可避免的带有被控制的信号，而控制其电阻的控制电压要施加于栅极和源极之间，这就使得控制电压被信号电压所调制，造成信号失真，致使大功率射频(RF)放大器的功率级工作于非对称状态，严重的容易造成放大器损坏。
技术实现思路
为了保证提供给大功率射频(RF)放大器可控幅度、标准的正弦波形，本技术采用如下技术方案：一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器、串联谐振回路、压控信号衰减器，串联谐振回路连接在石英晶体振荡器和压控信号衰减器之间，谐振于石英晶体振荡器的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器的信号幅度。所述压控信号衰减器的核心电路包括结型场效应晶体管Q2、运算放大器U1、电阻R1、电阻R2；电阻R1一端与串联谐振回路连接，另一端与结晶场效应晶体管Q2的漏极连接，和结型场效应晶体管Q2的体电阻串联构成运算放大器U1的输入电阻；电阻R2一端与运算放大器U1的输出端连接，另一端与结型场效应晶体管Q2的源极并接后连接于运算放大器U1的反相输入端；对运算放大器U1采用单电源供电，而在其同相端施加+5V电压，运算放大器U1的反相输入端电压≈+5V，以保证结型场效应晶体管Q2在控制端K2电压为0V时基本夹断。所述压控信号衰减器还包括电位器R5、电阻R6、电阻R7、控制端K2，电阻R6的一端与电阻R7的一端并接后与结型场效应晶体管Q2的栅极连接，电阻R6的另一端与电位器R5连接，电阻R7的另一端与控制端K2连接，电位器R5、电阻R6、电阻R7的组合能偏移控制端K2的控制电压，以精确调整结型场效应晶体管Q2夹断于0V。所述压控信号衰减器还包括NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4、电阻R8、控制端K1，电容C1一端与电阻R1、结晶场效应晶体管Q2两者之间的连线相连，另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与NPN型晶体三极管Q1的集电极连接；NPN型晶体三极管Q1的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与控制端K1连接；NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4和电阻R1组成可程控的高频信号分压器。本技术的有益效果在于：串联谐振回路对石英晶体振荡器的输出信号进行“整形”，使其为正弦波形；在随后的衰减器中加入高频运算放大器，利用运算放大器的“虚地”特性，使场效应晶体管的源极电压箝位于运算放大器的反相端电压，避免控制电压被调制而造成信号失真；动态范围大，能满足大功率RF线性放大器对信号源严苛的要求。附图说明图1是本技术电感耦合等离子体(ICP)发生器中的RF信号源的电路图。具体实施方式为进一步阐述本技术电感耦合等离子体(ICP)发生器中的RF信号源，下面结合图1作更详尽的说明。一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器1、串联谐振回路2、压控信号衰减器3，串联谐振回路2连接在石英晶体振荡器1和压控信号衰减器3之间，谐振于石英晶体振荡器1的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器3，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器3的信号幅度。所述压控信号衰减器3的核心电路包括结型场效应晶体管Q2、运算放大器U1、电阻R1、电阻R2；电阻R1一端与串联谐振回路2连接，另一端与结晶场效应晶体管Q2的漏极连接，和结型场效应晶体管Q2的体电阻串联构成运算放大器U1的输入电阻；电阻R2一端与运算放大器U1的输出端连接，另一端与结型场效应晶体管Q2的源极并接后连接于运算放大器U1的反相输入端；对运算放大器U1采用单电源供电，而在其同相端施加+5V电压，运算放大器U1的反相输入端电压≈+5V，以保证结型场效应晶体管Q2在控制端K2电压为0V时基本夹断。所述压控信号衰减器3还包括电位器R5、电阻R6、电阻R7、控制端K2，电阻R6的一端与电阻R7的一端并接后与结型场效应晶体管Q2的栅极连接，电阻R6的另一端与电位器R5连接，电阻R7的另一端与控制端K2连接，电位器R5、电阻R6、电阻R7的组合能偏移控制端K2的控制电压，以精确调整结型场效应晶体管Q2夹断于0V。所述压控信号衰减器3还包括NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4、电阻R8、控制端K1，电容C1一端与电阻R1、结晶场效应晶体管Q2两者之间的连线相连，另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与NPN型晶体三极管Q1的集电极连接；NPN型晶体三极管Q1的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与控制端K1连接；NPN型晶体三极管Q1、电容C1、电阻R4和电阻R1组成可程控的高频信号分压器。因运算放大器的输出电压：Uo＝Ui*(R2/(R1+RQ2))其中：Ui-----------------输入信号电压RQ2----------------结型场效应晶体管Q2的体电阻R1+RQ2(导通)≈R2结型场效应晶体管Q2的体电阻可由K2端的控制电压决定:当K2端控制电压为0V时，结型场效应晶体管Q2夹断，其体电阻趋向∞，R2/(R1+RQ2)趋向0，此时运算放大器输U1出Uo趋向0；当K2端控制电压远远大于0V致结型场效应晶体管Q2导通时，其体电阻≈30Ω，与R1串联后的电阻值≈R2，此时运算放大器输出Uo≈Ui；而当K2端控制电压处于上述两种情况之间时，结型场效应晶体管Q2体电阻在30Ω和∞之间变化，此时运算放大器U1输出Uo>0，且Uo<Ui。NPN型晶体三极管Q1与C1、R4和R1组成可程控的高频信号分压器，当控制端K1电压为“0”时，NPN型晶体三极管Q1截止，分压器不起作用；当控制端K1电压为“1”时，Q1导通，分压器起作用，当仪器工作在“搜寻谐振点”动作所需的特小功率输出时，不致使结型场效应晶体管Q2工作于夹断状态，可精确控制特小功率输出。显然，本技术的上述实例仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体振荡器、串联谐振回路、压控信号衰减器，其特征在于：串联谐振回路连接在石英晶体振荡器和压控信号衰减器之间，谐振于石英晶体振荡器的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器，以保证信号为所需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器的信号幅度。

【技术特征摘要】
1.一种电感耦合等离子体发生器中的RF信号源，包括石英晶体
振荡器、串联谐振回路、压控信号衰减器，其特征在于：串联谐振回
路连接在石英晶体振荡器和压控信号衰减器之间，谐振于石英晶体振
荡器的振荡频率，并将信号传输给压控信号衰减器，以保证信号为所
需的正弦波形，并通过电容分压控制传输给压控信号衰减器的信号幅
度。
2.根据权利要求1所述的RF信号源，其特征在于：所述压控信
号衰减器包括结型场效应晶体管Q2、运算放大器U1、电阻R1、电阻
R2；电阻R1一端与串联谐振回路连接，另一端与结晶场效应晶体管
Q2的漏极连接，和结型场效应晶体管Q2的体电阻串联构成运算放大
器U1的输入电阻；电阻R2一端与运算放大器U1的输出端连接，另
一端与结型场效应晶体管Q2的源极并接后连接于运算放大器U1的反
相输入端；对运算放大器U1采用单电源供电。
3.根据权利要求2所述的RF信号源，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李选培，
申请(专利权)人：北京东西分析仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11