[实用新型]宽动态范围的多通道高电压功率放大仪

说明书

本实用新型属于功率放大器技术领域，具体涉及到在集成电路中只用半导体器件的功率放大器。

PZT等压电材料被用于航空航天结构的振动控制、光学系统的精密定位等，是目前非常重要研究领域。这类材料需要高电压驱动，属于容性负载，驱动电压为几百伏甚至于上千伏，但目前还没有可供PZT等压电材料高电压驱动的仪器。

本实用新型的目的在于提供一种成本低、可实现多种电压范围、多种驱动功率输出的宽动态范围的多通道高电压功率放大仪。

为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：它包括1～4个可编程放大电路对输入的弱电压信号进行前置放大输出。它包括1～4个与可编程放大电路相对应的高压功率放大电路，其输入端分别接相对应的可编程放大电路的输出端，该电路输出的高压功率信号即可驱动外部负载，同时输出到信号衰减电路。它包括1～4与高压功率放大电路相对应的信号衰减电路，对输入的电压信号进行降压输出到数字电路。它包括数字电路，输入端接可编程放大电路和高压功率放大电路，输出端接可编程放大电路，该电路把输入的电信号转换成数字信号，进行数据处理，动态显示出电压数据，并对可编程放大电路的放大倍数进行数字控制。它还包括为整机提供工作电源的电源电路。

本实用新型的高压功率放大电路包括放大电路、正相放大电路、负相放大电路、抗自激振荡电路，放大电路的输入端接可编程放大电路的输出端、输出端接正相放大电路和负相放大电路，抗自激振荡电路与正相放大电路和负相放大电路相连接。

本实用新型是完整的仪器，它的高压功率放大电路集成为模块，与普通运算放大器一样具有互换性，频率响应范围为0Hz-5kHz，电压量程从±100V到±500V，输出功率从5W到50W，它具有成本低、频率响应范围宽、电压量程大、输出功率灵活可变等优点，可用于PZT等压电材料的高电压驱动，还可用于高电压功率信号发生器。

图1是本实用新型的电气原理方框图。

图2是本实用新型一个实施例的一个可编程放大电路图。

图3是本实用新型一个实施例的一个高压功率放大电路图。

图4是本实用新型的信号衰减电路和数字电路图。

图5是本实用新型的电源电路图。

设计人给出了本实用新型第一个实施例，在本实施例中采用一个可编程放大电路，一个高压功率放大电路，与数字电路、电源电路连接构成下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

在图1中，外部的弱电压信号输入到可编程放大电路，进行前置放大，输出到高压功率放大电路及数字电路，高压功率放大电路输出的高压功率信号即可驱动外部负载，同时将衰减的高压功率信号输出到数字电路，数字电路把输入的电信号转换成数字信号，进行数据处理，动态显示出电压数据，数字电路对可编程放大电路的放大倍数进行数字控制。电源电路将220V的交流电变成±190V、±15V、+5V直流电，为可编程放大电路提供±15V和+5V工作电源、为数字电路的单片计算机和模／数转换器以及液晶显示器提供+5V工作电源、为高压功率放大电路提供±190V和±15V工作电源。

图2给出了本实施例的一个可编程放大电路图。在图2中，本实施例的可编程放大电路由集成电路U1、运算放大器U2A、运算放大器U2B、R1～R3、P1连接构成，集成电路U1的型号为AD526，运算放大器U2A和运算放大器U2B的型号为TL084。外部的弱电压信号输入到集成电路U1的信号输入3脚，R1为输入端电阻，集成电路U1的输出8脚和9脚接运算放大器U2B的正相输入端，运算放大器U2B反相输入端接输出端将放大信号输出到数字电路，运算放大器U2B的正相输入端接P1一端，P1的可调端接运算放大器U2A的正相输入端，运算放大器U2A的反相输入端通过R2接输出端和通过R3接地。运算放大器U2A将集成电路U1输出的放大信号再进行放大，输出到高压功率放大电路。