[发明专利]光纤隔离多管串联高压放大器及其应用方法

权利要求书

1.光纤隔离多管串联高压放大器，其特征在于，它的结构如下：模数转换电路串联光纤发射电路，光纤发射电路通过第一光纤与第一光纤接收电路连接，并且通过第二光纤与第二光纤接收电路连接，第一光纤接收电路、第一数模转换电路、第一信号处理电路和高压工作电路的上桥臂依次串联连接，第二光纤接收电路、第二数模转换电路、第二信号处理电路和高压工作电路的下桥臂依次串联连接，电源分别连接第一光纤接收电路、第一数模转换电路、第一信号处理电路、第二光纤接收电路、第二数模转换电路和第二信号处理电路。

2.根据权利要求1所述的光纤隔离多管串联高压放大器，其特征在于，所述高压工作电路由上桥臂和下桥臂串联组成，上桥臂由第1单元-第20单元串联而构成，下桥臂由第21单元-第40单元串联而构成，每个单元的结构如下：压敏电阻(Ru)和二极管(D)并联后跨接MOS管(Q)的源极和漏极，稳压二极管(Dz)跨接MOS管(Q)的栅极和源极，电阻(R)跨接MOS管(Q)的栅极和漏极。

3.根据权利要求1所述的光纤隔离多管串联高压放大器，其特征在于，所述第一信号处理电路由电压跟随电路、低通滤波电路、比例缩放电路、加法器电路和功率放大电路串联而构成，第一信号处理电路的输入端接电压跟随电路，第一信号处理电路的输出端接功率放大电路；

所述第二信号处理电路由电压跟随电路，反向比例电路、低通滤波电路、比例缩放电路、加法器电路和功率放大电路串联而构成，第二信号处理电路的输入端接电压跟随电路，第二信号处理电路的输出端接功率放大电路。

4.根据权利要求1所述的光纤隔离多管串联高压放大器，其特征在于，所述电源由直流电源、高频逆变电路、电子变压器、整流电路和稳压电路串联而构成。

5.光纤隔离多管串联高压放大器的应用方法，其特征在于，它的工作流程如下：模数转换电路将输入的模拟信号转换为数字信号，光纤发射电路将数字信号转换为光信号，光信号通过第一光纤传输至第一光纤接收电路，通过第二光纤传输至第二光纤接收电路；第一光纤接收电路和第二光纤接收电路将接收到的光信号转换为数字信号，第一数模转换电路和第二数模转换电路再将数字信号转换为模拟信号，第一信号处理电路和第二信号处理电路分别对模拟信号进行信号处理，然后将经过处理后的信号输出到第1单元-第40单元中的MOS管(Q)的栅极和源极之间，使MOS管(Q)输出高压信号，完成对信号的高压放大；电源为第一光纤接收电路、第一数模转换电路、第一信号处理电路、第二光纤接收电路、第二数模转换电路和第二信号处理电路提供稳定的电压。

6.根据权利要求5所述的光纤隔离多管串联高压放大器的应用方法，其特征在于，所述第一信号处理电路的信号处理过程如下：电压跟随电路的输出电压等于输入电压，完成对信号的高阻抗隔离；比例缩放电路将信号比例放大或缩小，从而获得合适的电压增益，低通滤波电路对信号进行低通滤波，设置通带带宽为20kHz，从而滤除信号中的高频干扰；加法器电路将一个直流偏置电压加入到交流信号中，从而获得驱动MOS管(Q)所需要的合适的偏置电压；功率放大电路将信号的电流放大(电压跟随)，从而为驱动MOS管(Q)提供适当的电流；

所述第二信号处理电路的信号处理过程如下：电压跟随电路的输出电压等于输入电压，完成对信的高阻抗隔离；反向比例电路对信号进行反向操作，操作完成后的信号与原信号幅值相同，相位相反，然后再对信号按比例放大或缩小，从而获得合适的电压增益；低通滤波电路对信号进行低通滤波，设置通带带宽为20kHz，从而滤除信号中的高频干扰；加法器电路将一个直流偏置电压加入到交流信号中，从而获得驱动MOS管(Q)所需要的合适的偏置电压，功率放大电路将信号的电流放大，从而为驱动MOS管(Q)提供足够的电流。

7.根据权利要求5所述的光纤隔离多管串联高压放大器的应用方法，其特征在于，所述电源产生稳定电压的过程如下：直流电源作为稳压源输出直流电流，该直流电流经高频逆变电路后变为高频交流电流，该高频交流电流通过电子变压器耦合，再通过整流电路整流后变为直流电流，最后经过稳压电路输出稳定的电压。