[发明专利]负载驱动装置、用于驱动叉指电极的装置、叉指电极装置

说明书

本发明提供负载驱动装置，包括信号缓冲单元、功放电路单元、反馈电路单元及相位检测单元；信号缓冲单元的输出端与功放电路单元电性连接，用于缓冲输入信号，并通过反馈电路单元提供的反馈信号对电路的闭环增益进行调制；相位检测单元，用于检测反馈信号与输入信号的相位差，并依此调整反馈电路，直至反馈信号与输入信号的相位一致。本发明还涉及一种用于驱动叉指电极的装置、叉指电极装置。本发明有效避免由容性负载引起的相位变化作用到反馈回路中，从而杜绝由此引起自激振荡的风险；本发明同时确保闭环增益的准确稳定，降低信号输出的失真。本发明电路设计合理，逻辑严谨，便于叉指电极相关领域推广应用。

技术领域

本发明涉及功率放大电路领域，尤其涉及负载驱动装置、用于驱动叉指电极的装置、叉指电极装置。

背景技术

负载驱动广泛应用于电路领域，随着应用环境复杂与控制精度提升，对负载驱动的要求随之提高，确保输出稳定一直成为负载驱动电路的研发方向。

例如，叉指电极在多个领域中有着广泛的应用，如在生物医学领域，通过驱动叉指电极产生超声波形成的驻波能够分离不同大小的细胞，从而对细胞形成操控。这一方法能够实现对兴趣细胞的筛选，提高兴趣细胞的样本纯度，为进一步的研究工作提供支撑和保障。

目前叉指电极存在以下问题：

因叉指电极是一种典型的容性负载，相较于一般的压电器件，其对于驱动电路的相位裕量要求更为苛刻；工作在最佳频率状态下的插指电极相当于主电容与谐振部分的并联电路，其电容特性会对驱动电路输出信号的相位产生影响，造成幅值反馈信号与输入信号间的相位差，从而影响驱动电路输出信号的精确性，给电极的驱动带来不利影响；同时，容性负载与驱动电路的输出阻抗结合会给电路引入新的极点，在影响驱动电路有效信号带宽的同时，还有着自激振荡的风险。

传统的解决办法有反馈零点引入，噪声增益放大等方法。但这些提高相位裕量的方法又会牺牲功放的频谱响应宽度或带来信号失真等问题。如何在对叉指电极形成有效驱动的同时，避免信号失真及自激振荡是驱动叉指电极的关键，也是现有技术很难实现的部分。

目前急需用于驱动叉指电极的功放装置来解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出的负载驱动装置。本发明有效避免由容性负载引起的相位变化作用到反馈回路中，从而杜绝由此引起自激振荡的风险；本发明同时确保闭环增益的准确稳定，降低信号输出的失真。

本发明提供负载驱动装置，包括信号缓冲单元、功放电路单元、反馈电路单元及相位检测单元；其中，

所述信号缓冲单元包括第一缓冲输入端、第二缓冲输入端；所述第一缓冲输入端与输入信号电性连接，所述第二缓冲输入端与所述反馈电路单元电性连接；所述信号缓冲单元的输出端与所述功放电路单元电性连接，用于缓冲输入信号，并通过所述反馈电路单元提供的反馈信号对电路的闭环增益进行调制；

所述功放电路单元，用于驱动信号的功率放大，所述功放电路单元输出至用于驱动负载；

所述相位检测单元，用于检测反馈信号与输入信号的相位差，并依此调整反馈电路，直至反馈信号与输入信号的相位一致。

优选地，还包括隔离保护电路，所述隔离保护电路输入端与所述功放电路单元的输出端电性连接，所述隔离保护电路输出端与所述负载电性连接，用于驱动信号输出时与对所述负载进行隔离及自激振荡时进行过压保护。

优选地，所述隔离保护电路输出端还与所述反馈电路单元电性连接，用于通过反馈机制避免信号失真。

优选地，所述信号缓冲单元采用满足信号带宽的电压反馈型放大器，所述第一缓冲输入端与所述第二缓冲输入端的输入信号为电压信号。

优选地，所述功放电路单元采用开环放大电路。