[发明专利]一种基于光电隔离的快沿脉冲发生器

说明书

技术领域

本申请涉及脉冲发生器技术领域，尤其涉及一种基于光电隔离的快沿脉冲发生器。

背景技术

随着科学技术的进步和发展，快沿脉冲在社会各领域均得到了广泛的运用，如在武器装备领域中主要用于核物理试验、雷达等方面，特别是在模拟核爆试验中，其前沿上升沿的速率直接影响着核爆试验的结果。

目前，国内外大多数的快沿脉冲发生器均存在体积庞大的缺陷，因此无法或者不便于在一些小场所使用，这样给实际运用带来了诸多不便，而且，现有的快沿脉冲源的信号脉宽是无法进行控制的。如申请号为201310436461.9的发明名称为高压纳秒脉冲电源装置的发明专利，其提出了一种高压纳秒脉冲电源装置及控制方法，其不足之处在于信号脉宽无法控制，系统臃肿，从而导致在实际应用中适用范围较窄的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种基于光电隔离的快沿脉冲发生器，以克服现有技术中的快沿脉冲源体积庞大，且无法控制信号脉宽，导致适用范围较窄的问题。

为实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种基于光电隔离的快沿脉冲发生器，包括：处理器单元、光电隔离脉冲产生单元、脉冲幅度控制单元、上升沿控制单元和快沿脉冲产生单元；

所述处理器单元，用于与上位机进行信息交流，发送原始脉冲信号，并对获取的脉冲参数信息进行处理，得到脉冲控制指令；

所述光电隔离脉冲产生单元，用于根据所述脉冲控制指令对所述原始脉冲信号进行隔离，产生第一脉冲信号；

所述脉冲幅度控制单元，用于根据所述脉冲控制指令控制输出电压的大小；

所述上升沿控制单元，用于根据所述第一脉冲信号和所述输出电压控制所述快沿脉冲产生单元产生纳秒级前沿上升沿的第二脉冲信号。

优选的，所述处理器单元具体通过PCI总线与上位机相连。

优选的，所述处理器单元包括：FPGA芯片和外围配置电路。

优选的，所述脉冲参数信息包括：脉冲幅度值、脉冲宽度、脉冲开关。

优选的，所述脉冲幅度控制单元包括：数字电位单元和高压电源单元；

所述数字电位单元用于根据所述脉冲控制指令中的电阻值设置信息设置电阻值，运用分压改变所述高压电源单元的参考电压，控制所述高压电源单元的输出电压。

优选的，所述数字电位单元还用于将所述电阻值设置信息存储于寄存器中。

优选的，所述上升沿控制单元包括：MOSFET驱动单元和储能单元；

所述MOSFET驱动单元，用于将所述第一脉冲信号进行再处理，生成第三脉冲信号驱动打开所述快沿脉冲产生单元中的MOSFET；

所述储能单元用于当所述MOSFET打开时提供瞬间大电流，保障所述第二脉冲信号的上升沿。

优选的，所述储能单元由瓷片电容构成。

优选的，还包括：隔离电源单元，用于将所述第二脉冲信号作为参考地，并输出电源供给所述光电隔离脉冲产生单元和所述MOSFET驱动单元。

优选的，所述电源具体为基于所述第二脉冲信号作为零电势点的5V电源。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于光电隔离的快沿脉冲发生器，包括：处理器单元、光电隔离脉冲产生单元、脉冲幅度控制单元、上升沿控制单元和快沿脉冲产生单元；所述处理器单元，用于与上位机进行信息交流，发送原始脉冲信号，并对获取的脉冲参数信息进行处理，得到脉冲控制指令；所述光电隔离脉冲产生单元，用于根据所述脉冲控制指令对所述原始脉冲信号进行隔离，产生第一脉冲信号；所述脉冲幅度控制单元，用于根据所述脉冲控制指令控制输出电压的大小；所述上升沿控制单元，用于根据所述第一脉冲信号和所述输出电压控制所述快沿脉冲产生单元产生纳秒级前沿上升沿的第二脉冲信号。该快沿脉冲发生器各模块之间集成度高、价格低，因此整体体积小、生产成本低，而且，其实现了纳秒级前沿上升沿，并通过对脉冲幅度控制单元输出电压大小的调节，实现了对脉冲信号脉宽幅度的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种基于光电隔离的快沿脉冲发生器的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种基于光电隔离的快沿脉冲发生器的结构示意图。

具体实施方式