双路调制脉冲电化学沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双路调制脉冲电化学沉积装置。它的信号发生模块（２）由Ｕ１芯片ＡＤ６５４及外围电路组成；倍频分频模块（３）由依次相互电连接的Ｕ２芯片ＣＤ４０４６、Ｕ３芯片ＣＤ４５１８、Ｕ４　　１／２芯片ＣＤ４５１８、Ｕ４　　２／２芯片ＣＤ４５１８和Ｕ５芯片ＣＤ４５８５、Ｕ６芯片ＣＤ４５８５及外围电路组成；四象限乘法模块（４）由Ｕ７芯片ＭＣ１４９４及外围电路组成；功放模块（６）由Ｕ８芯片ＬＦ３５１与Ｕ９芯片ＯＰＡ５５１级连及外围电路组成；双路定时模块（１）由带八位数字拨盘开关的同步定时开关ＤＨＣ９Ａ和双路同步继电器以及电平调节器（７）、调制信号器（９）、占空比设置器（１０）和频率给定器（１１）的两路输出端组成。它能双路输出振幅、频率、占空比、静态工作点均可独自调节、且能同步切换的用于合成具有不同结构的两种不同材料交替排列的纳米丝的电能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双路调制脉冲电化学沉积装置。
技术介绍
目前，性能优异、种类繁多的纳米材料引发了人们的极大兴趣。纳米材料的制备方法也是多种多样的，利用电化学沉积方法是其中之一，实现此方法的设备多为脉冲电解电镀电源，如在2004年9月29日公开的中国专利技术专利说明书CN 1169282C中披露的一种“电镀电流供应系统”。它意欲提供一种可使被电镀的有着通孔或通路孔的多层印刷电路板能获得均匀厚度的电镀层。它由提供正电流的第一直流电源和提供负电流的第二直流电源组成的电镀电流电源单元，以及控制第一直流电源和第二直流电源提供给被电镀物体的正电流和负电流的大小和持续时间间隔比的处理单元构成。使用时，电镀电流电源单元在处理单元的控制下，输出电镀时所需大小的正电流和负电流，以及相应的持续时间。但是，这种系统输出的只是一路脉冲电解电镀电流，不能输出两路调制脉冲电解电镀电流，而对于合成具有两种不同材料交替排列的纳米丝，往往却是需要双路调制脉冲信号来实时地调节两路输出电压的频率、占空比、幅度、电平的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，实用，使用方便的双路调制脉冲电化学沉积装置。所采用的技术方案包括电源和与其电连接的输出端子，特别是还包含依次电连接的信号发生模块、倍频分频模块、四象限乘法模块和功放模块，以及经双路定时模块与这些模块中的不同模块电连接的其输出均为两路的电平调节器、调制信号器、占空比设置器和频率给定器，其中，信号发生模块由U1芯片AD654及其外围电路组成，其中，U1芯片AD654的输入端脚④与双路定时模块的频率给定端口电连接、输出端脚①与倍频分频模块的输入端电连接，用于产生10Hz～10KHz的方波信号；倍频分频模块由依次相互电连接的U2芯片CD4046、U3芯片CD4518、U41/2芯片CD4518、U42/2芯片CD4518和U5芯片CD4585、U6芯片CD4585及其外围电路组成，其中，U2芯片CD4046的输入端脚与信号发生模块的输出端脚①电连接，U6芯片CD4585的输出端脚与四象限乘法模块的输入端电连接，U5芯片CD4585和U6芯片CD4585的脚、脚⑨、脚①、脚均与双路定时模块的占空比设置端口控制的八线开关电连接，用于先将信号发生模块输出的方波的频率提升100倍，再进行分频，并根据占空比设置器的输出，来获得占空比范围为5～98％的输出；四象限乘法模块由U7芯片MC1494及其外围电路组成，其中，U7芯片MC1494的输入端脚⑩与倍频分频模块的U6芯片CD4585的输出端脚电连接，U7芯片MC1494的输入端脚⑨与双路定时模块的调制信号端口电连接、输出端脚与功放模块的输入端电连接，用于将来自倍频分频模块的脉冲高频信号和来自调制信号器的调制信号相乘后，输出所需的复合电脉冲信号；功放模块由U8芯片LF351与U9芯片OPA551级连及其外围电路组成，其中，U8芯片LF351的输入端脚②与四象限乘法模块的输出端脚电连接、脚③与双路定时模块的电平调节端口电连接，U9芯片OPA551的输出端脚⑥与输出端子电连接，用于将所需的复合电脉冲信号放大至可用的功率和设定静态工作点，以便于输出端子输出所需波形的电脉冲信号；双路定时模块由带有八位数字拨盘开关的同步定时开关DHC9A和双路同步继电器以及电平调节器、调制信号器、占空比设置器和频率给定器的两路输出端组成，其中，双路同步继电器的工作线圈与同步定时开关DHC9A及它的驱动电路电连接构成电子式四刀双掷开关，所说电子式四刀双掷开关的两组八路输入端分别与电平调节器的两路输出端、调制信号器的两路输出端、占空比设置器的两路输出信号的两只合成端口、频率给定器的两路输出端电连接，一组四路输出端分别与电平调节端口、调制信号端口、占空比设置端口和频率给定端口电连接，用于以手动方式于同步定时开关DHC9A的八位数字拨盘开关上分别设置两组时间段的时间，以及将分别设定的电平调节器、调制信号器、占空比设置器和频率给定器的输出经由同步定时开关DHC9A和双路同步继电器构成的电子式四刀双掷开关同步输出至相应的模块。作为技术方案的进一步改进，所述的电平调节器为电压调压部件，其两路输出端均为分别置于装置前面板上的两只电位器的电压输出端；所述的调制信号器为电压调压部件，其两路输出端均为分别置于装置前面板上的两只电位器的电压输出端；所述的占空比设置器为四位数字拨盘开关，其两路输出端为置于装置前面板上的四位数字拨盘开关的输出端；所述的频率给定器为电压调压部件，其两路输出端均为分别置于装置前面板上的两只电位器的电压输出端；所述的功放模块的U9芯片OPA551的脚⑥经电阻R21与脚②和反馈采样器的连接点相连接，用于稳定功放模块的输出；所述的反馈采样器为电阻R22，所说电阻R22的另一端接地。相对于现有技术的有益效果是，其一，在现有的电源和与其电连接的输出端子的基础上，增设依次电连接的信号发生模块、倍频分频模块、四象限乘法模块和功放模块，以及经双路定时模块与这些模块中的不同模块电连接的其输出均为两路的电平调节器、调制信号器、占空比设置器和频率给定器的构造，获得了输出频率、占空比、振幅、静态工作点可调的双路调制的脉冲电化学沉积装置，其中，频率调节范围为10Hz～10KHz，占空比调节范围为5～98％，振幅调节范围为0.4～12V，静态工作点的调节范围为-5V～+5V；其二，每路脉冲信号的频率、占空比、振幅、静态工作点(电平)均可独自调节，相互不影响，且能同步切换；其三，工作时，两路脉冲经手动切换而交替出现，分别为每路脉冲的时间片t1或t2的变化范围均为1秒～1天可调。频率的低频部分为1/(t1+t2)，高频频率为1MHz～10Hz。占空比在时间片t1和t2内，均独立可调，精度为1％。振幅的V1H为0～10v可调，V2H为0～10v可调，V1L为-6～0v可调，V2L为-6～0v可调。静态工作点的(V1H+V1L)/2＞V0，(V2H+V2L)/2＞V0。其中，V1H、V1L分别为第一路脉冲的高电平和低电平，V2H、V2L分别为第二路脉冲的高电平和低电平，V0为电势零点；其四，采用直接拨动和调节装置前面板上的开关和电位器旋钮来实现手动控制，直观、方便，若需自动控制则只需将双路定时模块更换成相应的控制部件即可。附图说明下面结合附图对本专利技术的优选方式作进一步详细的描述。图1是本专利技术的一种基本结构原理示意图；图2是本专利技术的输出波形图，图中V0是电势零点，V1H、V1L分别为第一路脉冲的高电平和低电平，f1为第一路脉冲的频率，t1为第一路脉冲的有效时间，V2H、V2L分别为第二路脉冲的高电平和低电平，f2为第二路脉冲的频率，t2为第二路脉冲的有效时间；图3是实现图1中原理的一种实施例电路结构图。具体实施例方式参见图1、图2和图3，双路调制脉冲电化学沉积装置由依次电连接的信号发生模块2、倍频分频模块3、四象限乘法模块4、功放模块6和输出端子5，以及经双路定时模块1与这些模块中的不同模块电连接的其输出均为两路的电平调节器7、调制信号器9、占空比设置器10和频率给定器11构成，其中信号发生模块2是由U1芯片AD654及其外围电路组成的一种电压转换频率电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双路调制脉冲电化学沉积装置，包括电源和与其电连接的输出端子（５），其特征在于包含依次电连接的信号发生模块（２）、倍频分频模块（３）、四象限乘法模块（４）和功放模块（６），以及经双路定时模块（１）与这些模块中的不同模块电连接的其输出均为两路的电平调节器（７）、调制信号器（９）、占空比设置器（１０）和频率给定器（１１）等，其中，１．１、信号发生模块（２）由Ｕ１芯片ＡＤ６５４及其外围电路组成，其中，Ｕ１芯片ＡＤ６５４的输入端脚④与双路定时模块（１）的频率给定端口Ａ电连接、输出端脚①与倍频分频模块（３）的输入端电连接，用于产生１０Ｈｚ～１０ＫＨｚ的方波信号；１．２、倍频分频模块（３）由依次相互电连接的Ｕ２芯片ＣＤ４０４６、Ｕ３芯片ＣＤ４５１８、Ｕ４１／２芯片ＣＤ４５１８、Ｕ４２／２芯片ＣＤ４５１８和Ｕ５芯片ＣＤ４５８５、Ｕ６芯片ＣＤ４５８５及其外围电路组成，其中，Ｕ２芯片ＣＤ４０４６的输入端脚＊与信号发生模块（２）的输出端脚①电连接，Ｕ６芯片ＣＤ４５８５的输出端脚＊与四象限乘法模块（４）的输入端电连接，Ｕ５芯片ＣＤ４５８５和Ｕ６芯片ＣＤ４５８５的脚＊、脚⑨、脚①、脚＊均与双路定时模块（１）的占空比设置端口Ｂ控制的八线开关电连接，用于先将信号发生模块（２）输出的方波的频率提升１００倍，再进行分频，并根据占空比设置器（１０）的输出，来获得占空比范围为５～９８％的输出；１．３、四象限乘法模块（４）由Ｕ７芯片ＭＣ１４９４及其外围电路组成，其中，Ｕ７芯片ＭＣ１４９４的输入端脚⑩与倍频分频模块（３）的Ｕ６芯片ＣＤ４５８５的输出端脚＊电连接，Ｕ７芯片ＭＣ１４９４的输入端脚⑨与双路定时模块（１）的调制信号端口Ｃ电连接、输出端脚＊与功放模块（６）的输入端电连接，用于将来自倍频分频模块（３）的脉冲高频信号和来自调制信号器（９）的调制信号相乘后，输出所需的复合电脉冲信号；１．４、功放模块（６）由Ｕ８芯片ＬＦ３５１与Ｕ９芯片ＯＰＡ５５１级连及其外围电路组成，其中，Ｕ８芯片ＬＦ３５１的输入端脚②与四象限乘法模块（４）的输出端脚＊电连接、脚③与双路定时模块（１）的电平调节端口Ｄ电连接，Ｕ９芯片ＯＰＡ５５１的输出端脚⑥与输出端子（５）电连接，用于将所需的复合电脉冲信号放大至可用的功率和设定静态工作点，以便于输出端子（５）输出所需波形的电脉冲信号；１．５、双路定时模块（１）由带有八位数字拨盘开关的同步定时开关ＤＨＣ９Ａ和双路同步继电器以及电平调节...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兵，薛方红，费广涛，崔平，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]