一种功率放大器制造技术

本申请提供了一种功率放大器，该功率放大器应用于超声神经刺激，可以提升功率放大器输出的功率效率。包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，电源电路分别与电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路相连，差分输入电路分别与频响优化电路以及恒流源电路相连，频响优化电路还与电压放大电路相连，电压放大电路还与恒流源电路以及电流放大电路相连。

【技术实现步骤摘要】
一种功率放大器
本申请涉及功放
，具体而言，涉及一种功率放大器。
技术介绍
超声刺激属于既古老又新兴的无创神经刺激手段，采用超声作为神经刺激手段历来是人们广泛关注的焦点。高强度聚焦超声(HIFU，Highintensityfocusedultrasound)技术是通过超声波换能器，将功率放大器提供的电能量转换为机械振动，利用机械振动形成的超声波束聚焦于神经靶区，以此达到超声神经刺激的目的。其中，靶区的温度由聚焦靶区的超声波束能量和作用时间决定。因而，如何有效控制功率放大器提供的电能量大小以及作用时间是控制靶区温度的关键。超声波换能器的核心部件为压电陶瓷，使用周期变化的电压可以使得压电陶瓷周期性的机械振动，功率放大器一般采用三极管、场效应管组成电流放大电路以获得大电流作为输出，输出电流通过匹配器转化成电压作用于换能器，其中，匹配器需要按照每个换能器的参数进行特别制作。由于场效应管或三极管与负载(压电陶瓷)是通过并联的方式连接形成分流网络，当场效应管或三极管输出的大电流作用于分流网络，由于场效应管或三极管的阻抗，大电流易引起功率的无谓消耗，从而导致功率放大器的输出功率效率较低；进一步地，由于流过场效应管或三极管的电流过大，使得场效应管或三极管温升较快，从而烧毁场效应管或三极管。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种功率放大器，能够提升功率放大器输出的功率效率。第一方面，本专利技术提供了功率放大器，该功率放大器应用于超声神经刺激，包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，电源电路，用于依据设定的负载与最大输出功率计算输出电压，向电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路提供所述输出电压；差分输入电路，用于依据电源电路的负极输出电压，对外部输入的预先设置的控制信号进行差分放大处理，并输出至恒流源电路以及频响优化电路；频响优化电路，用于依据电源电路的正极输出电压，对差分输入电路的输出进行频率响应优化后，输出至电压放大电路；恒流源电路，用于作为电压放大电路的偏置电路，将差分输入电路的输出调节为恒流源，输出至电压放大电路；电压放大电路，用于作为电流放大电路的偏置电路，依据电源电路的正极输出电压以及负极输出电压，对恒流源电路以及频响优化电路的输出进行电压放大后，输出至电流放大电路；电流放大电路，用于对电压放大电路的输出电流进行电流放大，保持电压放大电路的输出电压不变，并输出至负载。结合第一方面，本专利技术提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述频响优化电路包括：第二三极管、第三三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第十四稳压管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，其中，第一电阻的一端、第二电阻的一端以及第三三极管的集电极分别与电源电路的正极输出电压相连；第一电阻的另一端与第五三极管的发射极相连；第五三极管的基极分别与集电极以及第二三极管的基极相连，集电极还与第六三极管的集电极相连；第六三极管的发射极与差分输入电路的第一输出端相连，基极分别与第十四稳压管的正极、第七三极管的基极以及第三三极管的基极相连；第二电阻的另一端与第二三极管的发射极相连；第二三极管的集电极分别与频响优化电路的输出端以及第七三极管的集电极相连；第七三极管的发射极与差分输入电路的第三输出端相连；第三三极管的发射极与第三电阻的一端相连，基极还与第三电阻的另一端相连；第十四稳压管的负极与差分输入电路的第二输出端相连。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述差分输入电路包括：第八三极管、第九三极管、第十三极管以及第四电阻，其中，第八三极管的基极接入预先设置的控制信号，集电极作为第一输出端，发射极作为第二输出端，分别与第九三极管的发射极以及第十三极管的集电极相连；第九三极管的集电极作为第三输出端，基极与反馈电路的输出端相连；第十三极管的基极作为第四输出端，发射极与第四电阻的一端相连；第四电阻的另一端与电源电路的输出负极相连。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述恒流源电路包括：第十一三极管、第十二三极管、第十三稳压管以及第五电阻，其中，第十一三极管的集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第五电阻的一端相连，基极与第五电阻的另一端相连；第五电阻的另一端还与差分输入电路的第四输出端以及第十二三极管的集电极以及基极相连；第十二三极管的基极为输出端，发射极与第十三稳压管的负极相连；第十三稳压管的正极与电源电路的输出负极相连。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电压放大电路包括：第十五三极管、第十六三极管、第十七三极管、第十八三极管、第六电阻、第七电阻、第十电阻以及第十一电阻，其中，第十一电阻的一端与电源电路的输出正极相连，另一端与第十八三极管的集电极相连；第十八三极管的基极与频响优化电路的输出端相连，发射极作为第一输出端，分别与第七电阻的一端以及第十五三极管的集电极相连；第七电阻的另一端分别与第六电阻的一端以及第十五三极管的基极相连；第六电阻的另一端分别与第十五三极管的发射极以及第十六三极管的负极相连；第十六三极管的正极作为第二输出端，与第十七三极管的集电极相连；第十七三极管的基极与恒流源电路的输出端相连，发射极与第十电阻的一端相连；第十电阻的另一端与电源电路的输出负极相连。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电流放大电路包括：第一三极管、第四三极管、第八电阻以及第九电阻，其中，第四三极管的基极与电压放大电路的第一输出端相连，集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第八电阻的一端相连；第八电阻的另一端作为输出端，与第九电阻的一端相连；第九电阻的另一端与第一三极管的集电极相连；第一三极管的基极与电压放大电路的第二输出端相连，发射极与电源电路的输出负极相连。结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第五种可能的实施方式中的任一可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述功率放大器还包括：第十九三极管，基极与第四三极管的发射极相连，集电极与电压放大电路的第一输出端相连，发射极与电流放大电路的输出端相连。结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第五种可能的实施方式中的任一可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述功率放大器还包括：反馈电路，用于将电流放大电路的输出反馈至差分输入电路，以稳定放大增益。结合第一方面的第七种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述反馈电路包括：第十二电阻以及第十三电阻，其中，第十二电阻的一端接地，另一端作为反馈输出，以与第九三极管的基极相连；第十三电阻的一端与电流放大电路的输出端相连，另一端与第十二电阻的另一端相连。结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第五种可能的实施方式中的任一可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述电源电路为双电源电路，所述电压放大电路为负反馈电压放大电路，所述电流放大电路为推挽放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大器，其特征在于，该功率放大器应用于超声神经刺激，包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，电源电路，用于依据设定的负载与最大输出功率计算输出电压，向电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路提供所述输出电压；差分输入电路，用于依据电源电路的负极输出电压，对外部输入的预先设置的控制信号进行差分放大处理，并输出至恒流源电路以及频响优化电路；频响优化电路，用于依据电源电路的正极输出电压，对差分输入电路的输出进行频率响应优化后，输出至电压放大电路；恒流源电路，用于作为电压放大电路的偏置电路，将差分输入电路的输出调节为恒流源，输出至电压放大电路；电压放大电路，用于作为电流放大电路的偏置电路，依据电源电路的正极输出电压以及负极输出电压，对恒流源电路以及频响优化电路的输出进行电压放大后，输出至电流放大电路；电流放大电路，用于对电压放大电路的输出电流进行电流放大，保持电压放大电路的输出电压不变，并输出至负载。

【技术特征摘要】
1.一种功率放大器，其特征在于，该功率放大器应用于超声神经刺激，包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，电源电路，用于依据设定的负载与最大输出功率计算输出电压，向电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路提供所述输出电压；差分输入电路，用于依据电源电路的负极输出电压，对外部输入的预先设置的控制信号进行差分放大处理，并输出至恒流源电路以及频响优化电路；频响优化电路，用于依据电源电路的正极输出电压，对差分输入电路的输出进行频率响应优化后，输出至电压放大电路；恒流源电路，用于作为电压放大电路的偏置电路，将差分输入电路的输出调节为恒流源，输出至电压放大电路；电压放大电路，用于作为电流放大电路的偏置电路，依据电源电路的正极输出电压以及负极输出电压，对恒流源电路以及频响优化电路的输出进行电压放大后，输出至电流放大电路；电流放大电路，用于对电压放大电路的输出电流进行电流放大，保持电压放大电路的输出电压不变，并输出至负载。2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述频响优化电路包括：第二三极管、第三三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第十四稳压管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，其中，第一电阻的一端、第二电阻的一端以及第三三极管的集电极分别与电源电路的正极输出电压相连；第一电阻的另一端与第五三极管的发射极相连；第五三极管的基极分别与集电极以及第二三极管的基极相连，集电极还与第六三极管的集电极相连；第六三极管的发射极与差分输入电路的第一输出端相连，基极分别与第十四稳压管的正极、第七三极管的基极以及第三三极管的基极相连；第二电阻的另一端与第二三极管的发射极相连；第二三极管的集电极分别与频响优化电路的输出端以及第七三极管的集电极相连；第七三极管的发射极与差分输入电路的第三输出端相连；第三三极管的发射极与第三电阻的一端相连，基极还与第三电阻的另一端相连；第十四稳压管的负极与差分输入电路的第二输出端相连。3.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述差分输入电路包括：第八三极管、第九三极管、第十三极管以及第四电阻，其中，第八三极管的基极接入预先设置的控制信号，集电极作为第一输出端，发射极作为第二输出端，分别与第九三极管的发射极以及第十三极管的集电极相连；第九三极管的集电极作为第三输出端，基极与反馈电路的输出端相连；第十三极管的基极作为第四输出端，发射极与第四电阻的一端相连；第四电阻的另一端与电源电路的输出负极相连。4.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述恒流...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，邱维宝，言文斌，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44