一种带关断控制的声波激励信号放大器

摘要

本发明涉及一种带关断控制的声波激励信号放大器。声波激励信号放大器，包括输入控制单元、高压放大单元、快速关断单元、信号检测单元、主控单元和键盘，主控单元与输入控制单元、快速关断单元、信号检测单元和键盘相连；主控单元根据键盘的输入，设置信号检测单元信号检测门槛电平、输出输入控制单元和快速关断单元的控制脉冲；高压放大单元把输入控制单元的输入放大以后送到快速关断单元；快速关断单元利用主控单元的控制脉冲实现高压放大单元输出信号的关断与导通，来实现激励信号拖尾的抑制。本发明不仅具有宽频放大作用，而且它的关断功能可以有效抑制由于声波换能器自身特性引起的激励信号拖尾。

主权项

一种带关断控制的声波激励信号放大器，包括输入控制单元、高压放大单元、快速关断单元、信号检测单元、主控单元和键盘，其特征在于：输入信号与输入控制单元和信号检测单元相连，输入控制单元的输出与高压放大单元相连，高压放大单元的输出与快速关断单元相连，主控单元与输入控制单元、快速关断单元、信号检测单元和键盘相连；主控单元根据键盘的输入，设置信号检测单元信号检测门槛电平、输出输入控制单元的输出和快速关断单元的控制脉冲；高压放大单元把来自输入控制单元的输入信号放大以后送到快速关断单元；信号检测单元利用主控单元设置的检测门槛电平与输入信号进行比较，当检测到高于门槛电平的信号后，输出延时关断触发信号送到控制主控单元；快速关断单元利用主控单元的关断控制脉冲信号实现高压放大单元输出信号的关断与导通，来实现激励信号拖尾的抑制；主控单元的软核处理器键盘控制器的输入，设置延时模块和关断脉冲宽度模块的输出参数，控制模数转换控制器的调节信号检测单元检测门槛电平，利用信号检测单元的输出产生快速关断单元的关断控制脉冲信号；主控单元的延时模块和关断脉冲宽度模块利用信号检测单元产生延时关断控制信号，控制快速关断单元关断；输入控制单元，包括一个高速低阻模拟开关，在主控单元的控制下，向高压放大单元输出不同的信号；所述高速低阻模拟开关的两个输入分别接输入信号和接地，导通时，输入信号被输入高压放大单元，关断时，高压放大单元的输入接地；所述高压放大单元，包括一个300V宽频带运放、第一高压高频大功率三极管和第二高压高频大功率三极管、第一超快速高压二极管和第二超快速高压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻；所述宽频带运放的输入接输入控制单元，所述宽频带运放的输出经第一超快速高压二极管和第二超快速高压二极管后接第一高压高频大功率三极管和第二高压高频大功率三极管的基极，第一高压高频大功率三极管和第二高压高频大功率三极管的发射极经限流第五电阻和第六电阻连接到一起后把输出高压信号送到快速关断单元；第一超快速高压二极管的负极和第二超快速高压二极管正极相连，与运放的输出接在一起；第一超快速高压二极管的正极与第一高压高频大功率三极管的基极相连，第二超快速高压二极管的负极与第二高压高频大功率三极管的基极相连；所述快速关断单元，包括由光耦隔离驱动芯片、耐压500V的N沟道金属氧化物半导体场效应管、耐压500V的P沟道金属氧化物半导体场效应管、第一耐压500V的二极管和第二耐压500V的二极管；光耦隔离驱动芯片的输入接自主控单元，输出接两片金属氧化物半导体场效应管的栅极；高压放大单元的输出分别经二极管后接两片金属氧化物半导体场效应管的漏极；所述信号检测单元，包括一个数模转换器和一个比较器；数模转换器的控制和数据信号来自主控单元，比较器的正向输入和反向输入接输入信号和的输出；主控单元设数模转换器的输出作为比较器的检测门槛电平，比较器检测到高于门槛电平的信号后，产生延时关断触发信号，送到控制主控单元；所述主控单元，由现场可编程门阵列编程实现，包括软核处理器、延时模块、关断脉冲宽度模块、数模转换器和键盘控制器；延时模块的输入连接到信号检测单元和软核处理器；关断脉冲宽度模块的输入连接到延时模块和软核处理器；数模转换控制器的输入连接到软核处理器，输出连接到信号检测单元；键盘控制器与键盘相连；主控单元利用键盘的输入参数设置检测门槛电平、关断控制脉冲信号的延时和脉冲宽度，利用信号检测单元的输出产生快速关断单元的关断控制脉冲信号；所述软核处理器由FPGA内部资源编程实现，利用键盘控制器的键盘输入信息，设置延时、关断脉冲宽度和数模转换器控制的参数；延时模块由计数器构成，在信号监测单元的延时关断触发信号启动下开始计数，当计数到设定值后，产生关断脉冲宽度模块的启动信号，触发关断脉冲宽度模块工作，最小时间计数单位是100ns；关断脉冲宽度模块由计数器构成，在延时模块的启动下，输出关断脉冲控制信号，当达到设定脉冲宽度后，禁止关断控制脉冲信号输出，最小时间计数单位是100ns；所述数模转换控制器由FPGA内部资源编程实现，利用键盘输入参数，设置信号检测单元的数模转换器的输出，设定信号检测单元内部比较器的门槛电平；键盘控制器由FPGA内部资源编程实现，扫描键盘的输入信息，确定输入键码，把输入键码送给软核处理器；键盘与主控单元的键盘控制器连接，为主控单元提供信号检测门槛电平、关断脉冲控制信号的延时和宽度参数。