[发明专利]突变波形生成控制系统

说明书

提供一种突变波形生成控制系统，其包括：第一晶体管开关，包括第一端，用于接收第一波形，第二端，连接至负载，以及控制端；第二晶体管开关，包括第一端，连接至负载，第二端，用于接收第二波形，以及控制端；驱动器，包括，第一控制输入端和第二控制输入端，分别用于接收第一数字信号和第二数字信号；第一电源输入端和第二电源输入端，分别连接至第一电源和第二电源，以及第一输出端和第二输出端，分别连接至第一开关的控制端和第二开关的控制端；以及所述驱动器根据第一数字信号和第二数字信号控制第一晶体管开关和第二晶体管开关交替导通，以使输出至负载的波形在第一波形和第二波形之间切换。

技术领域

本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种突变波形生成控制系统。

背景技术

电压波形生成系统广泛地应用于自动化控制、信号激励和检测等领域。基于电压驱动的精密操控系统往往需要可精确调控的电压信号以实现自由操作。例如，扫描探针显微镜压电陶瓷电动马达的驱动依赖于突变的电压波形，电压幅度达百伏量级。电压从一个高压值快速变化到另一个电压值的时间往往要控制在1μs以内，否则压电陶瓷的驱动效率会大大降低，并且时间越短，驱动效率越高。另外，由于压电陶瓷有耐压极限，超过一定高压，压电陶瓷就会损坏，所以如果能实现高压波形在不同极性间的快速切换是比较理想的实施方案。目前市场上这种突变电压波形生成器往往成本高昂、使用复杂，且突变时间在数百纳秒左右。

发明内容

基于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种突变波形生成控制系统，其包括：

第一晶体管开关，包括第一端，用于接收第一波形，第二端，连接至负载，以及控制端；

第二晶体管开关，包括第一端，连接至所述负载，第二端，用于接收第二波形，以及控制端；

驱动器，包括，第一控制输入端和第二控制输入端，分别用于接收第一数字信号和第二数字信号；第一电源输入端和第二电源输入端，分别连接至第一电源和第二电源，以及第一输出端和第二输出端，分别连接至所述第一开关的控制端和所述第二开关的控制端；以及

所述驱动器根据所述第一数字信号和所述第二数字信号控制所述第一晶体管开关和所述第二晶体管开关交替导通，以使输出至所述负载的波形在所述第一波形和所述第二波形之间切换。

优选地，所述第一波形与所述第二波形相反。

优选地，所述驱动器是双通道隔离式栅极驱动器，所述第一电源和所述第二电源是隔离式直流电源。

优选地，所述第一晶体管开关和所述第二晶体管开关是场效应管或三极管。

优选地，还包括：

波形生成电路，用于生成低压波形；

放大电路，用于将所述低压波形放大以生成所述第一波形和所述第二波形。

优选地，所述波形生成电路是现场可编程逻辑门阵列。

优选地，所述现场可编程逻辑门阵列的模拟输出端用于输出所述低压波形，所述现场可编程逻辑门阵列的数字输出端用于输出所述第一数字信号和所述第二数字信号。

优选地，所述放大电路包括第一运算放大器，第一电阻的一端连接至所述现场可编程逻辑门阵列的第一模拟输出端，另一端连接至所述第一运算放大器的反相输入端；

第一电容与第二电阻并联连接，其一端连接至所述第一运算放大器的反相输入端，另一端连接至所述第一运算放大器的输出端；

第三电阻的一端连接至所述现场可编程逻辑门阵列的第二模拟输出端，另一端连接至第二电容和第四电阻，所述第二电容的另一端接地，所述第四电阻的另一端连接至所述第一运算放大器的反相输入端；

所述第一运算放大器的同相输入端接地，其输出端输出所述第一波形。