一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器，属于射频集成电路领域。脉冲式射频功率放大器包括受控偏置电路、放大电路以及匹配网络和巴伦网络。在本发明专利技术提出的受控偏置电路中提供了一种简单电路，可输出稳定受控且可调整的偏置电压从而有效控制放大电路功率的放大或关断。并且设计了推挽结构下的放大电路，提出一种稳定电路以提高本射频放大器的稳定性。本发明专利技术的射频功率放大器，能够满足射频电路稳定性需要，同时提高了偏置电压的稳定以及开关切换速度。本发明专利技术的射频功率放大器可适用于低场移动式低场核磁设备下的高集成化射频电路设计。备下的高集成化射频电路设计。备下的高集成化射频电路设计。

【技术实现步骤摘要】
一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器


[0001]本专利技术属于射频集成电路
，特别是涉及一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器。

技术介绍

[0002]射频功率放大器用于将前级调制振荡电路所产生的小功率射频信号，进行功率放大，以获得足够大的功率馈送发射天线从而向外辐射。对于核磁共振现象，射频脉冲用于实现氢原子核的从较低能级到相邻能级的跃迁；而在这一过程中足够的射频脉冲功率是必须的。低场核磁其特征在于设备工作场强约在0.1T
‑
1T范围，所涉及的工作频率普遍在HF波段。用于核磁的脉冲式功率放大器，相较于一般通信用，在线性度的要求更高，且需满足脉冲式发射条件。
[0003]在核磁设备中，功放属于功率器件，而作为移动式核磁设备则对功放高集成化进一步提出了要求。在高集成化的设计，使功放设计中需要考虑效率、稳定性等问题以满足设备使用的安全性可靠性。对于稳定性而言，功放的稳定性不足，在运行过程中可能会发生自激现象，损坏设备。另一方面，线性度是核磁功放的基本要求，在脉冲信号放大过程中，各功率成分应都应等比例放大，以保证信号不失真、成像质量满足需求。
[0004]现有商用核磁功放设备，普遍体积大，电路集成度较低，不适用于移动式低场核磁设备。而另一方面在针对与移动式低场设备的设计中，满足功放设备高的线性度、效率及设备稳定性是设计的难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器。能够提高高集成化电路设计下电路稳定性，并提供稳定偏置电压以降低失真提高线性度。
[0006]本专利技术的技术方案，一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器，包括受控偏置电路、放大电路、匹配网络以及巴伦网络。
[0007]受控偏置电路与放大电路连接，提供放大电路所需的偏置电压；匹配网络包括输入匹配网络和输出匹配网络，巴伦网络包括输入巴伦网络、输出巴伦网络。
[0008]射频信号依次经过输入匹配网络、输出巴伦网络、放大电路、输入巴伦网络、输出匹配电路。
[0009]受控偏置电路含光耦输入模块、三极管开关电路模块、稳压调节模块，各模块依次连接，通过上述模块可耦合输入TTL信号后转为模拟信号，并输出可调节的稳定电压值作为放大电路中的偏置电压。
[0010]受控偏置电压的输出端口连接于放大电路中电阻一端，输出偏置电压。
[0011]通过稳压调节模块可调节输入偏置电压使输出偏置电压稳定以及电压关断时更为迅速彻底。
[0012]稳压调节模块由稳压管、第一变阻器、第一肖特基二极管构成；其中稳压管和第一变阻器并联组成；第一肖特基二极管与变阻器移动端子串联。
[0013]其中较优地，第一肖特基二极管与第二肖特基二极管并联，并联后共同与变阻器移动端子串联组成。
[0014]用于推挽结构的稳定电路包括第八电阻和第二电容。其中第八电阻和第二电容串联连接，串联后与推挽的两输入端口相连；
[0015]更优地，在放大电路的输入端口串联电阻，通过一定能量损耗以进一步提高射频电路稳定性。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0017]本专利技术设计了一种受控偏置电路的肖特基二极管输出结构，通过该结构达到了提高受控电压的响应速度。
[0018]本专利技术设计了采用光耦输入配合开关三极管电路和稳压管电路的受控偏置电路,达到了输出受控且稳定的偏置电压的效果。
[0019]本专利技术设计了一种适用于推挽式功率放大电路的稳定结构，达到了提高推挽式功率放大电路的射频电路稳定性的效果。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种简单的电路结构，可以提供稳定的响应迅速的受控偏置电压值。并对于推挽电路提出了稳定电路结构，可以有利于提高射频电路稳定性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提供的受控偏置电路的电路图；
[0022]图2为本专利技术提供的功率放大电路、巴伦网络及匹配网络的电路图；
[0023]图3为本专利技术具体实施方法提供的一种两级脉冲式功率放大器电路模块连接图；
[0024]图4为本专利技术具体实施方法所提供的温度保护电路图；
[0025]图5为本专利技术具体实施方法所提供的受控偏置电路的电路图；
[0026]图6为本专利技术具体实施方法所提供的电源电路的电路图；
[0027]图7为本专利技术具体实施方法所提供的两级放大电路的电路图。
[0028]附图标记：101、第一电阻；102、光耦芯片；103、第一电容；104、逻辑非门；105、第二电阻；106、第一三极管；107、第三电阻；108、第四电阻；109、第五电阻；110、第二三极管；111、第六电阻；112、第七电阻；113、稳压管；114、第一变阻器；115、第一肖特基二极管；116、第二肖特基二极管；
[0029]201、推挽模块；202、第一巴伦网络；203、第二电容；204、第八电阻；205、第三电容；206、第九电阻；207、第十电阻；208、第四电容；209、第十一电阻；210、功放管；211、第一电感；212、第五电容；213、第二巴伦网络；214、第二电感；215、第六电容；
[0030]301、电源电路；302、温度保护电路；303、受控偏置电路；304、驱动级放大电路；305、末级放大电路；
[0031]401温度信号采集模块；402、第十二电阻；403、负温度热敏电阻；404、第二变阻器；405、第三变阻器；406、第一双电压比较器；407、第二双电压比较器；408、RS触发器；
[0032]501、或非门；
[0033]601、第四变阻器；602、第三电感；603、电解电容；604、第一直流稳压电路模块；605、第二直流稳压电路模块；
[0034]701、第三巴伦网络；702、输入匹配网络；703、驱动级放大电路；704、耦合变压器；705、末级放大电路；706、输出巴伦网络；707、输入匹配网络。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。显然，描述的实施例仅是本专利技术的一部分实例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围；
[0036]在本专利技术实施例的实例参照附图，其中对于推挽对称分布结构采用相同的标注，应当视为同等描述。在实际实施中推挽结构应保证对称布置；
[0037]实施例1
[0038]本专利技术实施例提供了一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器，包括受控偏置电路、放大电路、匹配网络以及巴伦网络。所述受控偏置电路接受由控制台输入的0
‑
5V的TTL控制信号，用于控制射频脉冲的开启和关断。所述放大电路为推挽结构，用于进行射频脉冲信号的功率放大，功率管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器，其特征在于，包括受控偏置电路、放大电路、匹配网络以及巴伦网络；受控偏置电路与放大电路连接；匹配网络包括输入匹配网络和输出匹配网络；巴伦网络包括输入巴伦网络、输出巴伦网络；射频信号依次经过输入匹配网络、输出巴伦网络、放大电路、输入巴伦网络、输出匹配电路；放大电路构成推挽结构，采用适应于推挽结构的稳定电路以提高放大电路稳定性。2.根据权利要求1所述的一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器，其特征在于，受控偏置电路包括光耦输入模块、三极管开关电路模块、稳压调节模块；光耦输入模块和三极管开关电路模块相连，实现输入数字信号转为模拟信号，并实现模拟电压的开关；通过稳压调节模块实现输出偏置电压的稳定和可调节。3.根据权利要求2所述的一种用于移动式低场核磁设备的脉冲式射频功率放大器，其特征在于，稳压调节模块输出电压经稳压管输出稳定电压，并由第一变阻器调节开启电压值大小；第一肖特基二极管和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：易红，陆荣生，宋轩，倪中华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：