便携式高压放大器制造技术

一种便携式高压放大器，用于将小幅值的单极性方波信号放大为高压摆率的单极性高压方波信号，其特征在于，包括：信号输入端、反向单元、驱动单元、变压器、上桥臂单元、下桥臂单元以及信号输出端，信号输入端用于输入外部的待放大信号，反向单元用于对待放大信号进行处理得到两路电压幅值相同、频率相同、相位相差180°的单极性方波信号VP1、VP2，驱动单元用于对单极性方波信号VP1、VP2进行处理得到相位相差180°的具有很高拉电流和灌电流的脉冲信号，变压器具有原线圈、第一副线圈以及第二副线圈，上桥臂单元和下桥臂单元快速交替导通，信号输出端用于输出高压摆率的单极性高压方波信号。

Portable high voltage amplifier

A portable high voltage amplifier, which is used to magnify the single polar square wave signal of small amplitude to a high voltage swing rate unipolar high voltage square wave signal, which includes the input end of the signal, the reverse unit, the driving unit, the transformer, the upper bridge arm unit, the lower bridge arm unit and the signal output terminal, and the signal input terminal is used for the transmission. The reverse unit is used to treat the amplified signal to get the single polarity square wave signal VP1 and VP2, which have the same voltage amplitude, the same frequency, and the phase difference of 180 degrees. The driving unit is used to deal with the unipolar square wave signal VP1 and VP2, and the phase difference of the phase difference of 180 degrees is very high tension current and irrigation. The pulse signal of the flow, the transformer has the original coil, the first coils and the second coils, the upper bridge arm unit and the lower bridge arm unit rapidly alternately guide, and the signal output end is used for the unipolar high voltage square wave signal of the high pressure pendulum output.

【技术实现步骤摘要】
便携式高压放大器
本专利技术涉及一种高压放大器，具体涉及一种便携式高压放大器。
技术介绍
高压放大器是一种用于开环或闭环控制系统中的精密电子仪器，它输出可调节的直流高压或输出偏置高压与放大的函数信号相叠加的高压信号，广泛应用在量子光学、量子信息以及太赫兹
中的全光纤时域波谱系统中。常用的单极性高压方波信号主要由台式的高压放大器产生，而台式高压放大器如国内中科院光电技术研究所生产的GD-1型的高压放大器、山大宇光公司生产的直流高压放大器，国外U.S.ABurleighInstrumentInc.生产的burleighMODELPZ-70型高压放大器、TEGAMInc.生产的23xx系列高压放大器等，这些台式高压放大器均体积大，不易携带的缺点。此外，现有的高压放大器由于金属-氧化物半导体场效应管制作工艺的原因，金属-氧化物半导体场效应管的栅极和源极在导通过程中存在米勒平台电压，此平台电压的存在，影响了栅极和源极间的米勒电容的充电速率，延长了金属-氧化物半导体场效应管导通的时间，因此输出的单极性高压方波信号存在压摆率低的缺点。太赫兹便携式波普系统往往需要一个体积小、重量轻且能够输出高质量(高压摆率)单极性高压方波信号的高压放大器。
技术实现思路
本专利技术是为了解决高压放大器的体积大、不易携带以及输出的单极性高压方波信号的压摆率低的问题而进行的，目的在于提供一种便携式高压放大器。本专利技术提供了一种便携式高压放大器，用于将小幅值的单极性方波信号放大为高压摆率的单极性高压方波信号，具有这样的特征，包括：信号输入端，用于输入外部的待放大信号，反向单元，与信号输入端连接，用于对待放大信号进行处理得到两路电压幅值相同、频率相同、相位相差180°的单极性方波信号VP1、VP2，驱动单元，具有美国得捷电子公司生产的UCC27524AQDRQ1驱动芯片，UCC27524AQDRQ1驱动芯片与反向单元连接，用于对单极性方波信号VP1、VP2进行处理得到相位相差180°的具有很高拉电流和灌电流的脉冲信号，变压器具有原线圈、第一副线圈以及第二副线圈，原线圈与驱动单元连接，第一副线圈具有输出引脚5、6，第二副线圈具有输出引脚3、4，上桥臂单元，包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、两个并联的二极管D2、隔直电容C8、二极管D3以及金属-氧化物半导体场效应管Q1，第一副线圈的输出引脚5与电阻R2串联后连接到金属-氧化物半导体场效应管Q1的栅极，进而与信号输出端连接，第一副线圈的输出引脚5还与两个并联的二极管D2连接，并依次串联电阻R3与电阻R6后连接到金属-氧化物半导体场效应管Q1的源极，进而与信号输出端连接，第一副线圈的输出引脚6与金属-氧化物半导体场效应管Q1的源极连接后连接到信号输出端，隔直电容C8和二极管D3并联后一端连接到电阻R2之后，另一端连接到电阻R6之后，金属-氧化物半导体场效应管Q1与第三电源连接，下桥臂单元，包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、两个并联的二极管D5、隔直电容C11、二极管D6以及金属-氧化物半导体场效应管Q2，第二副线圈的输出引脚4与电阻R9串联后连接到金属-氧化物半导体场效应管Q2的栅极，进而与信号输出端连接，第二副线圈的输出引脚4还与两个并联的二极管D5连接，并依次串联电阻R10与电阻R11后连接到金属-氧化物半导体场效应管Q2的源极，进而与信号输出端连接，第二副线圈的输出引脚3与金属-氧化物半导体场效应管Q3的源极连接后连接到信号输出端，隔直电容C11和二极管D6并联后一端连接到电阻R9之后，另一端连接到电阻R11之后，金属-氧化物半导体场效应管Q2与第三电源连接，信号输出端用于输出高压摆率的单极性高压方波信号，其中，金属-氧化物半导体场效应管Q1、Q2的交流方波信号同幅同频相位相差180°，金属-氧化物半导体场效应管Q1、Q2快速交替导通。在本专利技术提供的便携式高压放大器中，还可以具有这样的特征：其中，待放大信号为单极性方波，单极性方波的可变电压幅值为2.5V～5V，单极性方波的频率小于或等于1MHz。在本专利技术提供的便携式高压放大器中，还可以具有这样的特征，还包括：滤波、整形单元，具有美国得捷电子公司生产的电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR，该电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR具有输入引脚2、3、5以及输出引脚4，信号输入端具有引脚1、2，电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR的输入引脚2与信号输入端的引脚2连接，电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR的输入引脚3与信号输入端的引脚1连接，电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR的输入引脚5与第二电源连接，电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR的输出引脚4与反向单元连接，电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR用于对待放大信号进行滤波、整形得到单极性方波信号VP1。在本专利技术提供的便携式高压放大器中，还可以具有这样的特征：其中，反向单元具有导线以及美国得捷电子公司生产的反向器芯片SN74AHC1G14DBVR，导线的一端与电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR的输出引脚4连接，另一端与UCC27524AQDRQ1驱动芯片连接，反向器芯片SN74AHC1G14DBVR具有输入引脚2、5，以及输出引脚4，反向器芯片SN74AHC1G14DBVR的输入引脚2与电平电压转换芯片SN74LVIT34DBVR的输出引脚4连接，反向器芯片SN74AHC1G14DBVR的输入引脚5与第二电源连接，反向器芯片U3的输出引脚4与UCC27524AQDRQ1驱动芯片连接，反向器芯片SN74AHC1G14DBVR用于处理单极性方波信号VP1得到单极性方波信号VP2。在本专利技术提供的便携式高压放大器中，还可以具有这样的特征：其中，UCC27524AQDRQ1驱动芯片具有输入引脚1、2、4以及输出引脚5、7，变压器的原线圈具有输入引脚1、2，UCC27524AQDRQ1驱动芯片的输入引脚1与第一电源连接，UCC27524AQDRQ1驱动芯片的输入引脚2与导线的另一端连接，UCC27524AQDRQ1驱动芯片的输入引脚4与反向器芯片SN74AHC1G14DBVR的输出引脚4连接，UCC27524AQDRQ1驱动芯片的输出引脚7与原线圈的输入引脚1连接，UCC27524AQDRQ1驱动芯片的输出引脚5与原线圈的输入引脚2连接。在本专利技术提供的便携式高压放大器中，还可以具有这样的特征：其中，变压器的原线圈、第一副线圈、第二副线圈的线圈匝数比为1:1:1。在本专利技术提供的便携式高压放大器中，还可以具有这样的特征：其中，第一电源为VCC9V电压，第二电源为第一电源经过稳压单元处理后输出的VCC5V电压，第三电源为第一电源经过升压单元处理后输出的VCC100V电压。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的便携式高压放大器，因为具有反向单元、驱动单元、变压器、上桥臂单元以及下桥臂单元，所以体积小、成本低，方便携带。驱动单元具有美国得捷电子公司生产的UCC27524AQDRQ1驱动芯片，该驱动芯片可以输出具有很高拉电流和灌电流的脉冲信号，该脉冲信号具有强大的驱动能力可以通过变压器分别使上桥臂单元和下桥臂单元快速交替导通，从而输出高压摆率的单极性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式高压放大器，用于将小幅值的单极性方波信号放大为高压摆率的单极性高压方波信号，其特征在于，包括：信号输入端，用于输入外部的待放大信号；反向单元，与所述信号输入端连接，用于对所述待放大信号进行处理得到两路电压幅值相同、频率相同、相位相差180°的单极性方波信号VP1、VP2；驱动单元，具有美国得捷电子公司生产的UCC27524AQDRQ1驱动芯片，所述UCC27524AQDRQ1驱动芯片与所述反向单元连接，用于对所述单极性方波信号VP1、VP2进行处理得到相位相差180°的具有很高拉电流和灌电流的脉冲信号；变压器，具有原线圈、第一副线圈以及第二副线圈，所述原线圈与所述驱动单元连接，所述第一副线圈具有输出引脚5、6，所述第二副线圈具有输出引脚3、4；上桥臂单元，包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、两个并联的二极管D2、隔直电容C8、二极管D3以及金属‑氧化物半导体场效应管Q1，所述第一副线圈的输出引脚5与所述电阻R2串联后连接到所述金属‑氧化物半导体场效应管Q1的栅极，进而与信号输出端连接，所述第一副线圈的输出引脚5还与两个并联的所述二极管D2连接，并依次串联所述电阻R3与所述电阻R6后连接到所述金属‑氧化物半导体场效应管Q1的源极，进而与所述信号输出端连接，所述第一副线圈的输出引脚6与所述金属‑氧化物半导体场效应管Q1的源极连接后连接到所述信号输出端，所述隔直电容C8和所述二极管D3并联后一端连接到所述电阻R2之后，另一端连接到所述电阻R6之后，所述金属‑氧化物半导体场效应管Q1与第三电源连接；下桥臂单元，包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、两个并联的二极管D5、隔直电容C11、二极管D6以及金属‑氧化物半导体场效应管Q2，所述第二副线圈的输出引脚4与所述电阻R9串联后连接到所述金属‑氧化物半导体场效应管Q2的栅极，进而与信号输出端连接，所述第二副线圈的输出引脚4还与两个并联的所述二极管D5连接，并依次串联所述电阻R10与所述电阻R11后连接到所述金属‑氧化物半导体场效应管Q2的源极，进而与所述信号输出端连接，所述第二副线圈的输出引脚3与所述金属‑氧化物半导体场效应管Q3的源极连接后连接到所述信号输出端，所述隔直电容C11和所述二极管D6并联后一端连接到所述电阻R9之后，另一端连接到所述电阻R11之后，所述金属‑氧化物半导体场效应管Q2与第三电源连接所述信号输出端用于输出高压摆率的单极性高压方波信号，其中，所述金属‑氧化物半导体场效应管Q1、Q2的交流方波信号同幅同频相位相差180°，所述金属‑氧化物半导体场效应管Q1、Q2快速交替导通。...

【技术特征摘要】
1.一种便携式高压放大器，用于将小幅值的单极性方波信号放大为高压摆率的单极性高压方波信号，其特征在于，包括：信号输入端，用于输入外部的待放大信号；反向单元，与所述信号输入端连接，用于对所述待放大信号进行处理得到两路电压幅值相同、频率相同、相位相差180°的单极性方波信号VP1、VP2；驱动单元，具有美国得捷电子公司生产的UCC27524AQDRQ1驱动芯片，所述UCC27524AQDRQ1驱动芯片与所述反向单元连接，用于对所述单极性方波信号VP1、VP2进行处理得到相位相差180°的具有很高拉电流和灌电流的脉冲信号；变压器，具有原线圈、第一副线圈以及第二副线圈，所述原线圈与所述驱动单元连接，所述第一副线圈具有输出引脚5、6，所述第二副线圈具有输出引脚3、4；上桥臂单元，包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、两个并联的二极管D2、隔直电容C8、二极管D3以及金属-氧化物半导体场效应管Q1，所述第一副线圈的输出引脚5与所述电阻R2串联后连接到所述金属-氧化物半导体场效应管Q1的栅极，进而与信号输出端连接，所述第一副线圈的输出引脚5还与两个并联的所述二极管D2连接，并依次串联所述电阻R3与所述电阻R6后连接到所述金属-氧化物半导体场效应管Q1的源极，进而与所述信号输出端连接，所述第一副线圈的输出引脚6与所述金属-氧化物半导体场效应管Q1的源极连接后连接到所述信号输出端，所述隔直电容C8和所述二极管D3并联后一端连接到所述电阻R2之后，另一端连接到所述电阻R6之后，所述金属-氧化物半导体场效应管Q1与第三电源连接；下桥臂单元，包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、两个并联的二极管D5、隔直电容C11、二极管D6以及金属-氧化物半导体场效应管Q2，所述第二副线圈的输出引脚4与所述电阻R9串联后连接到所述金属-氧化物半导体场效应管Q2的栅极，进而与信号输出端连接，所述第二副线圈的输出引脚4还与两个并联的所述二极管D5连接，并依次串联所述电阻R10与所述电阻R11后连接到所述金属-氧化物半导体场效应管Q2的源极，进而与所述信号输出端连接，所述第二副线圈的输出引脚3与所述金属-氧化物半导体场效应管Q3的源极连接后连接到所述信号输出端，所述隔直电容C11和所述二极管D6并联后一端连接到所述电阻R9之后，另一端连接到所述电阻R11之后，所述金属-氧化物半导体场效应管Q2与第三电源连接所述信号输出端用于输出高压摆率的单极性高压方波信号，其中，所述金属-氧化物半导体场效应管Q1、Q2的交流方波信号同幅同频相位相差180°，所述金属-氧化物半导体场效应管Q1、Q2快速交替导通。2.根据权利要求1所述的便携式高压放大器，其特征在于：其中，所述待放大信号为单极性方波，所述单极性方波的可变电压幅值为2.5V～5V，所述单极性方波的频率小于或等于1MHz。3.根据权利要求1所述的便携式高压放大器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱亮，朱亦鸣，彭滟，茆亚洲，赵佳宇，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31