專利名稱：模擬激勵器與功率放大器之間的信號處理方法及接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)射機(jī)，特別是一種長波/超長波發(fā)射機(jī)用的模擬激勵器與開關(guān) 功率放大器之間的信號處理方法及接口電路。
背景技術(shù)：
由開關(guān)管所構(gòu)成的固體功率器件在全固態(tài)發(fā)射機(jī)中業(yè)已廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點在于 1.效率高，只考慮固體器件本身可達(dá)95% :2.易實現(xiàn)數(shù)控調(diào)制；3.用微處理軟件技術(shù)和反 饋控制能達(dá)到最佳工作狀態(tài)；4.大量固體器件功率合成提高了可靠性，整機(jī)故障率減小。模擬激勵器已經(jīng)實現(xiàn)除功率外的所有發(fā)射機(jī)指標(biāo)，性能好、功能全、易實現(xiàn)。模擬 激勵器的歷史悠久已達(dá)完美。而電子管模擬功率放大器效率很低，一般只能達(dá)50%。為把高性能的模擬激勵器與高效率的開關(guān)功率放大器結(jié)合起來組成大功率發(fā)射 機(jī)，特別是長波/超長波發(fā)射機(jī)，充分發(fā)揮這兩種技術(shù)的優(yōu)點。本案申請人曾經(jīng)提出的 CN1106145A專利公開了一種“模擬激勵器與功率放大器之間的信號處理方法和接口電路”。 該專利所述的模擬激勵器與功率放大器之間的信號處理方法是a)將模擬激勵器的正弦電壓信號與η個參考電壓Vrefl、Vref2. . . Vrefn相比較 分割成η段經(jīng)微分得到一系列時間脈沖，即用一定幅值的電壓切割正弦模擬信號產(chǎn)生一系 列階梯方波逆變器的開啟和關(guān)斷時間脈沖(如圖1所示)；b)用導(dǎo)通不同方波逆變器數(shù)量的方法得到不同幅值的正弦波。上述信號處理方法中，當(dāng)各個方波逆變器輸出電壓幅值相同時，比較器的參考電 壓為Eeefii= (2m-l/2n)E式中E為模擬正弦電壓信號的最大電壓值，η為切割的總層數(shù)，m為參考電壓序列 數(shù)=1、2、3、 ".m、 ".、n。當(dāng)各方波逆變器輸出電壓幅值不同時，各參考電壓應(yīng)作相應(yīng)變動，所求得的參考 電壓可根據(jù)正弦波失真最小要求作適當(dāng)變動。該發(fā)明所公開的以疊加方波形成正弦波的技術(shù)方案有兩種，即圖1所示的不等寬 方波疊加方式和圖2所示的準(zhǔn)等寬方波疊加方式。實現(xiàn)不等寬方波疊加方式的接口電路是 由幅度比較定時器和驅(qū)動脈沖發(fā)生器所構(gòu)成，所述的幅度比較定時器1是由比較器11，微 分電路12和延時器13組成，共有2η路(見圖7)，模擬信號在比較定時器中與參考電壓相 比輸出經(jīng)延時的方波開啟時間脈沖和未經(jīng)延時的關(guān)斷時間脈沖送驅(qū)動脈沖發(fā)生器，由η個 Α、B、C、D觸發(fā)器組成的驅(qū)動脈沖發(fā)生器(圖4所示)，產(chǎn)生一系列方波驅(qū)動脈沖(圖1所 示)，分別觸發(fā)η個直流_方波逆變器的Α、B、C、D橋臂(圖3所示)。實現(xiàn)準(zhǔn)等寬方波疊加方式的接口電路如圖6所示，是由幅度比較定時器1、脈沖順 序倒置器3和驅(qū)動脈沖發(fā)生器2所構(gòu)成，模擬信號在比較定時器中與參考電壓相比輸出未 經(jīng)延時的關(guān)斷時間脈沖和經(jīng)延時0.2μ s的開啟時間脈沖(見圖7)，其中未經(jīng)延時的關(guān)斷 時間脈沖由微分電路12輸出至脈沖順序倒置器(圖8所示)將順序為tl、t2.....tn-1、tn的時間脈沖變?yōu)轫樞驗閠n、tn-1.....t2、tl的時間脈沖，幅度比較定時器所產(chǎn)生的延
時0.2μ s的方波開啟時間脈沖和經(jīng)脈沖順序倒置器后得到的順序倒置的未經(jīng)延時的關(guān)斷 時間脈沖送驅(qū)動脈沖發(fā)生器(圖5所示)，由η個A、B、C、D觸發(fā)器組成的驅(qū)動脈沖發(fā)生器， 產(chǎn)生一系列方波(圖2所示)驅(qū)動脈沖，分別觸發(fā)η個直流-方波逆變器的A、B、C、D橋臂 (圖3所示)。本案申請人以精益求精的創(chuàng)作精神繼續(xù)研發(fā)，發(fā)現(xiàn)原來的接口電路在頻率較高的 情況下仍有缺失。對于不等寬疊加方式而言，在頻率較高、切割層數(shù)較多的情況下，第一層的方波逆 變器的正半波橋臂的關(guān)閉時間與負(fù)半波的開啟時間之間的時間間隔極小，約為0. 06μ S，極 易造成正負(fù)半波的開關(guān)管共同導(dǎo)通，而第一層開啟時間和關(guān)閉時間與第二層的開啟時間和 關(guān)閉時間之間的時間間隔同樣十分小，因此無法通過延時開啟時間來解決，因此不適用于 頻率較高的場合。對于準(zhǔn)等寬疊加方式而言，可以通過延時來解決共同導(dǎo)通的問題，但由幅度比較 定時器傳來的多路脈沖t21……t2n經(jīng)脈沖順序倒置器中的混合器后成為按時間順序排列的 串行信號t2n……t21，再由譯碼器分成t2n……t21的多路脈沖。由于η數(shù)的 增加和混合器硬 件速度有限，混合器輸出t2n……t21就分不清了，很容易丟失脈沖，造成系統(tǒng)不能正常工作。由公式Eeefii = (2m-l/2n)E 可知，當(dāng) η = 8 時，E麗=Ε/16 ；Eeef2 = 3Ε/16 ；設(shè) E = 1,則arcSinl/16 = 3. 58° ；arcSin3/16 = 10. 8° ；二者相距(7. 22/360)T = 0.02T，T為正弦波的周期，對于30kHz的長波，T為 33μ S，二脈沖相距時間間隔為0. 66 μ S0超過混合器硬件速度極限，造成系統(tǒng)不能正常工 作，且隨分割層數(shù)η的增加而更為嚴(yán)重。有鑒于上述現(xiàn)有的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路存在的缺陷，本 設(shè)計人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用， 積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電 路，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出 確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電 路存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的更實用的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口 電路。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，包括以下步驟a)將模擬激勵器的正弦電壓信號與2η個參考電壓士Vrefl、士Vref2.....
士Vrefn相比較分割成2η個等幅方波電壓，正、負(fù)半波各η個；b)依序微分延時2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖 和延時前沿脈沖，其中正半波前沿脈沖til、tl2、"Hn ；負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、 t3n ；正半波前沿延時脈沖tl 1+ Δ t、tl2+ Δ t、... tin+ Δ t ；負(fù)半波前沿延時脈沖t31+ Δ t、t32+At、".、t3n+At ；c)將一系列前沿脈沖til、tl2、…tin，t31、t32、…、t3n和經(jīng)延時的前沿脈沖 tll+At、tl2+At、—tln+At, t31+At、t32+At、…、t3n+Δ t，組成 η 組依序排列的時 間脈沖，送驅(qū)動脈沖發(fā)生器產(chǎn)生開啟和關(guān)斷η個階梯方波逆變器的驅(qū)動電壓；所述η組依 序排列的時間脈沖中t31+At、tll為第1時間正向開啟，分別開啟第一方波逆變器的二正 向開關(guān)管，tll+At、t31為第1時間負(fù)向開啟，分別開啟第一方波逆變器的二負(fù)向開關(guān)管； tll+At、t31為第1時間正向關(guān)斷，分別關(guān)斷第一方波逆變器的二正向開關(guān)管；t31+At、 til為第1時間負(fù)向關(guān)斷，分別關(guān)斷第一方波逆變器的二負(fù)向開關(guān)管；t32+At、tl2、為第 2時間正向開啟，tl2+At、t32為第2時間負(fù)向開啟，tl2+At、t32為第2時間正向關(guān)斷， t32+At、tl22為第2時間負(fù)向關(guān)斷，…，t3n+At、tln為第η時間正向開啟，tin+Δ t、t3n 為第η時間負(fù)向開啟，tin+At、t3n為第η時間正向關(guān)斷，t3n+A t、tln為第η時間負(fù)向關(guān) 斷；d)用導(dǎo)通η個方波逆變器的方法得到所需幅值的正弦波。前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，其中所述At = arcSin[(n-l)/n]/2 π f
其中n--正弦波半波分割數(shù)，f-頻率。 前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，其中所述依序微分延 時2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖和延時前沿脈沖，依序 微分2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖，其中正半波前沿脈 沖tll、tl2、-tin ；負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、t3n ；再將所述正、負(fù)半波的前沿脈沖延 時At，產(chǎn)生正半波的前沿延時脈沖til+Δ t、tl2+At、…tin+At和負(fù)半波的前沿脈沖延 時脈沖 t31+At、t32+At、".、t3n+At。前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，其特征在于所述依序 微分延時2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖和延時前沿脈 沖，延時2η個等幅方波電壓，依序微分2η個等幅方波電壓及2η個延時等幅方波電壓得到 一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖，其中包括正半波前沿脈沖tll、tl2、-tin ；負(fù)半 波前沿脈沖t31、t32、…、t3n ；正半波的前沿延時脈沖til+At、tl2+At、...tin+At禾口 負(fù)半波的前沿脈沖延時脈沖t31+ Δ t、t32+ Δ t、…、t3n+ At。前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，其中所述開啟時間脈 沖均延時0. 2 μ S。本發(fā)明還提供一種模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，包括幅度比較 定時器和驅(qū)動脈沖發(fā)生器，所述幅度比較定時器有2η路，所述驅(qū)動脈沖發(fā)生器有4η個，其 中所述2η路幅度比較定時器包括η路正半波比較器及η路負(fù)半波比較器，每一路幅度比較 定時器包括比較器、微分電路、第一延時器，所述比較器有兩個輸入端，一個輸入端接模擬 激勵器，另一輸入端接參考電壓發(fā)生器，模擬信號經(jīng)比較器與參考電壓相比，正半波輸出高 電平，負(fù)半波輸出低電平；比較器后接微分電路，比較器輸出波形經(jīng)微分得正、負(fù)半波前沿 脈沖和正、負(fù)后沿脈沖，經(jīng)檢波輸出前沿脈沖；所述微分電路的輸出接第一延時器，微分電 路輸出的前沿脈沖經(jīng)第一延時器延時At得延時脈沖；所述輸出的前沿脈沖和At延時的 延時脈沖作為接驅(qū)動脈沖發(fā)生器的開啟時間脈沖和關(guān)斷時間脈沖送相應(yīng)驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入端，產(chǎn)生導(dǎo)通方波逆變器橋臂開關(guān)管的方波驅(qū)動脈沖。前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，其中所述第一延時器的輸 出還接第二延時器，將所述開啟時間脈沖延時0.2 μ S。
本發(fā)明還提供另一種模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，包括2η路 幅度比較定時器和4η個驅(qū)動脈沖發(fā)生器，其中所述2η路幅度比較定時器包括η路正半波 幅度比較定時器及η路負(fù)半波幅度比較定時器，每一路幅度比較定時器包括比較器、第一、 第二微分電路和第一、第二延時器，所述比較器有兩個輸入端，一個輸入端接模擬激勵器， 另一輸入端接參考電壓發(fā)生器，輸出端分成兩路，一路接第一微分電路，另一路接第一延時 器，所述第一延時器后接第二微分電路；模擬信號經(jīng)比較器與參考電壓相比，正半波輸出高 電平，負(fù)半波輸出低電平；所述比較器輸出波形經(jīng)第一微分電路微分得前沿脈沖和后沿脈 沖，經(jīng)檢波輸出前沿脈沖til ；所述比較器輸出波形還經(jīng)另一路第一延時器延時得到具有 At延時的高電平或低電平，所述具有At延時的高電平或低電平經(jīng)第二微分電路微分，檢 波后輸出具有Δ t延時的延時脈沖til+ Δ t ；所述輸出的前沿脈沖til和延時脈沖til+ Δ t 作為接驅(qū)動脈沖發(fā)生器的開啟時間脈沖和關(guān)斷時間脈沖送相應(yīng)驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入端， 產(chǎn)生導(dǎo)通方波逆變器橋臂開關(guān)管的方波驅(qū)動脈沖。前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，其中所述第一微分電路及 第二微分電路的輸出端分別接第二延時器，將開啟時間脈沖延時0.2 μ S。前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，其中所述驅(qū)動脈沖發(fā)生 器，由η個Α、B、C、D觸發(fā)器組成，其輸入端接幅度比較定時器，輸出端有4η個，分別接方波 逆變器的相應(yīng)橋臂，幅度比較定時器輸出的時間脈沖分別送驅(qū)動脈沖發(fā)生器中相應(yīng)的Α、Β、 C、D觸發(fā)器，產(chǎn)生一系列方波驅(qū)動脈沖，分別觸發(fā)η個直流一方波逆變器的A、B、C、D橋臂。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法及其接口電路可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步 性及實用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價值，其至少具有下列優(yōu)點1、本發(fā)明用延時器取代脈沖順序倒置器，通過計算獲得準(zhǔn)等寬疊加方波關(guān)閉時間 脈沖的延時時間，從而解決了按時間順序排列的串行信號相互間的時間間隔太小，超過混 合器硬件的極限速度，造成脈沖丟失，系統(tǒng)不能正常工作的問題。2、本發(fā)明省略脈沖順序倒置器，在幅度比較定時器中增加了延時器，結(jié)構(gòu)相對簡 單，制造成本減少，從而可以降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，在使用的實用性及成本效益上，確實 完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，相當(dāng)具有產(chǎn)業(yè)利用價值。綜上所述，本發(fā)明的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法及其接口 電路具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù) 上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器 之間的信號處理方法及其接口電路具有增進(jìn)的突出多項功效，從而更加適于實用，并具有 產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而 可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明 顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是現(xiàn)有模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的不等寬信號處理方法的波形及逆變橋開關(guān)管工作時序圖。圖2是現(xiàn)有模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的準(zhǔn)等寬信號處理方法的波形及逆變橋開關(guān)管工作時序圖。圖3是現(xiàn)有開關(guān)功率放大器的方波逆變橋的結(jié)構(gòu)圖。圖4是現(xiàn)有不等寬方波疊加驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入輸出信號圖。圖5是現(xiàn)有準(zhǔn)等寬方波疊加驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入輸出信號圖。圖6是現(xiàn)有模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路圖。圖7是現(xiàn)有模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路中的脈沖定時器的電 路圖。圖8是現(xiàn)有模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路中的倒向器的電路圖。圖9是本發(fā)明模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的準(zhǔn)等寬信號處理方法的波形 及逆變橋開關(guān)管工作時序圖。圖10是本發(fā)明模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路圖。圖11是本發(fā)明模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路中的脈沖定時器實 施例一的電路圖。圖12是本發(fā)明模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路中的脈沖定時器實 施例二的電路圖。
具體實施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的模擬激勵器與功率放大器之間的信號處理方法及 其接口電路其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定 目的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與 說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。本發(fā)明為解決在頻率較高時，準(zhǔn)等寬疊加方式中，由幅度比較定時器傳來的多路 脈沖t21……t2n經(jīng)脈沖順序倒置器倒置后存在脈沖丟失的問題，而提出的一種將前沿開啟 脈沖延時準(zhǔn)等寬方波寬度時間At的方法取代脈沖順序倒置器倒置后的關(guān)斷時間脈沖。本發(fā)明較佳實施例的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，包括以 下步驟a)將模擬激勵器的正弦電壓信號與2η個參考電壓士Vrefl、士Vref2.....
士Vrefn相比較，分割成2η個等幅方波電壓，正、負(fù)半波各η個；b)依序微分延時2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖 和延時前沿脈沖，其中正半波前沿脈沖til、tl2、"Hn ；負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、 t3n ；正半波前沿延時脈沖til+ Δ t、tl2+ Δ t、... tin+ Δ t ；負(fù)半波前沿延時脈沖t31+ Δ t、 t32+At、".、t3n+At ；
c)將一系列前沿脈沖til、tl2、…tin，t31、t32、…、t3n和經(jīng)延時的前沿脈沖 tll+At、tl2+At、—tln+At, t31+At、t32+At、…、t3n+Δ t，組成 η 組依序排列的時 間脈沖，送驅(qū)動脈沖發(fā)生器產(chǎn)生開啟和關(guān)斷η個階梯方波逆變器的驅(qū)動電壓；所述η組依 序排列的時間脈沖中t31+At、tll為第1時間正向開啟，分別開啟第一方波逆變器的二正 向開關(guān)管，tll+At、t31為第1時間負(fù)向開啟，分別開啟第一方波逆變器的二負(fù)向開關(guān)管； tll+At、t31為第1時間正向關(guān)斷，分別關(guān)斷第一方波逆變器的二正向開關(guān)管；t31+At、 til為第1時間負(fù)向關(guān)斷，分別關(guān)斷第一方波逆變器的二負(fù)向開關(guān)管(如圖9所示)； t32+At、tl2、為第2時間正向開啟，tl2+At、t32為第2時間負(fù)向開啟，tl2+At、t32為 第2時間正向關(guān)斷，t32+At、tl22為第2時間負(fù)向關(guān)斷，…，t3n+Δ t、tin為第η時間正 向開啟，tin+At、t3n為第η時間負(fù)向開啟，tln+At、t3n為第η時間正向關(guān)斷，t3n+At、 tin為第η時間負(fù)向關(guān)斷。d)用導(dǎo)通η個方波逆變器的方法得到所需幅值的正弦波。所述延時時間At由下面的公式計算得到At = arcSin [ (η-1) /η] /2 π f
其中n--正弦波半波分割數(shù)，f-頻率。若η= 8，f = 30kHz，貝 U At 10 μ S。所述依序微分延時2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈 沖和延時前沿脈沖是，依序微分2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前 沿脈沖，其中正半波前沿脈沖til、tl2、-tin ；負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、t3n ；再 將所述正、負(fù)半波的前沿脈沖延時At，產(chǎn)生正半波的前沿延時脈沖tll+At、tl2+At、… tin+At和負(fù)半波的前沿脈沖延時脈沖t31+At、t32+At、…、t3n+At?；蛩鲆佬蛭⒎盅訒r2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈 沖和延時前沿脈沖是，延時2η個等幅方波電壓，依序微分2η個等幅方波電壓及2η個延 時等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖，其中包括正半波前沿脈沖 til、tl2、-tin ；負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、t3n ；正半波的前沿延時脈沖tll+At、 tl2+At、…tin+At和負(fù)半波的前沿脈沖延時脈沖t31+At、t32+At、...、t3n+At。為防止方波逆變器正負(fù)橋臂開關(guān)管共同導(dǎo)通，所述開啟時間脈沖均延時0. 2 μ S。本發(fā)明還提供實施上述信號處理方法的接口電路。實施例一如圖10、圖11所示，本發(fā)明所提供模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電 路，包括幅度比較定時器和驅(qū)動脈沖發(fā)生器，所述幅度比較定時器有2η路，所述驅(qū)動脈沖 發(fā)生器有4η個，其中所述2η路幅度比較定時器包括η路正半波幅度比較定時器及η路負(fù)半 波幅度比較定時器(見圖11)，每一路幅度比較定時器包括比較器、微分電路、第一延時器， 所述比較器有兩個輸入端，一個輸入端接模擬激勵器，另一輸入端接參考電壓發(fā)生器，模擬 信號經(jīng)比較器與參考電壓相比，正半波輸出高電平，負(fù)半波輸出低電平海個比較器后接微 分電路，各比較器輸出波形經(jīng)微分得正半波前沿脈沖til、. .、tlm、..,tin ；負(fù)半波前沿脈 沖t31、···, t3m,…、t3n和正、負(fù)后沿脈沖，經(jīng)檢波輸出前沿脈沖；所述微分電路的輸出 接第一延時器，微分電路輸出的前沿脈沖經(jīng)第一延時器延時At得延時脈沖tll+At、..、 tlm+At、. .、tln+At 及 t31+At、...、t3m+At、…、t3n+Δ t ；所述輸出的前沿脈沖和 At延時的延時脈沖作為接驅(qū)動脈沖發(fā)生器的開啟時間脈沖和關(guān)斷時間脈沖送相應(yīng)驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入端，產(chǎn)生導(dǎo)通方波逆變器橋臂開關(guān)管的方波驅(qū)動脈沖。為防止方波逆變器正負(fù)橋臂開關(guān)管共同導(dǎo)通，所述第一延時器后還接有第二
延時器，將第一延時器輸出的前沿脈沖和延時脈沖延時0. 2μ s得到tll+Ο. 2μ s----
tlm+0. 2 μ s>. . > tln+0. 2 μ s ；tll+Δ t+0. 2 μ s>. . > tlm+Δ t+0. 2 μ s>. . > tln+Δ t+0. 2 μ s ； t31+0. 2 μ s、…、t3m+0. 2 μ s、…、t3n+0. 2 μ s ； 31+Δ t+0. 2 μ s、…、t3m+ Δ t+0. 2 μ s、…、 t3n+At+0. 2ys的開啟時間脈沖。實施例二本發(fā)明還提供另一種模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，與實施例一 的區(qū)別在于所述幅度比較定時器不同，其結(jié)構(gòu)如圖12所示，包括2η路幅度比較定時器和4η 個驅(qū)動脈沖發(fā)生器，其中所述2η路幅度比較定時器包括η路正半波幅度比較定時器及η路 負(fù)半波幅度比較定時器，每一路幅度比較定時器包括比較器、第一、第二微分電路和第一、 第二延時器，所述比較器有兩個輸入端，一個輸入端接模擬激勵器，另一輸入端接參考電壓 發(fā)生器，輸出端分成兩路，一路接第一微分電路，所述第一微分電路接第二延時器，另一路 接第一延時器，所述第一延時器后接第二微分電路，所述第二微分電路的輸出接第二延時 器；模擬信號經(jīng)比較器與參考電壓相比，正半波輸出高電平，負(fù)半波輸出低電平；所述比較 器輸出波形經(jīng)第一微分電路微分得前沿脈沖和后沿脈沖，經(jīng)檢波輸出前沿脈沖til ；所述 比較器輸出波形還經(jīng)另一路第一延時器延時得到具有At延時的高電平或低電平，所述具 有At延時的高電平或低電平經(jīng)第二微分電路微分，檢波后輸出具有At延時的延時脈沖 tl 1+ Δ t ；所述輸出的前沿脈沖til和延時脈沖tl 1+ Δ t作為接驅(qū)動脈沖發(fā)生器的開啟時間 脈沖和關(guān)斷時間脈沖送相應(yīng)驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入端，產(chǎn)生導(dǎo)通方波逆變器橋臂開關(guān)管的 方波驅(qū)動脈沖。為防止方波逆變器正負(fù)橋臂開關(guān)管共同導(dǎo)通，述第一微分電路及第二微分電路的 輸出端分別接第二延時器，將開啟時間脈沖延時0.2 μ S。所述驅(qū)動脈沖發(fā)生器，由η路Α、B、C、D觸發(fā)器組成，其輸入端接幅度比較定時 器，輸出端有4η個，分別接方波逆變器的相應(yīng)橋臂，幅度比較定時器輸出的時間脈沖分別 送驅(qū)動脈沖發(fā)生器中相應(yīng)的Α、B、C、D觸發(fā)器，產(chǎn)生一系列方波驅(qū)動脈沖，分別觸發(fā)η個直 流一方波逆變器的Α、B、C、D橋臂。如圖9所示，圖9中僅給出第一路Al、Bi、Cl、Dl觸發(fā) 器的時間脈沖及所產(chǎn)生的方波驅(qū)動脈沖。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì) 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，包括以下步驟a)將模擬激勵器的正弦電壓信號與2n個參考電壓±Vref1、±Vref2、...、±Vrefn相比較分割成2n個等幅方波電壓，正、負(fù)半波各n個；b)依序微分延時2n個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖和延時前沿脈沖，其中正半波前沿脈沖t11、t12、…t1n；負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、t3n；正半波前沿延時脈沖t11+Δt、t12+Δt、…t1n+Δt；負(fù)半波前沿延時脈沖t31+Δt、t32+Δt、…、t3n+Δt；c)將一系列前沿脈沖t 11、t12、…t1n，t31、t32、…、t3n和經(jīng)延時的前沿脈沖t11+Δt、t12+Δt、…t1n+Δt，t31+Δt、t32+Δt、…、t3n+Δt，組成n組依序排列的時間脈沖，送驅(qū)動脈沖發(fā)生器產(chǎn)生開啟和關(guān)斷n個階梯方波逆變器的驅(qū)動電壓；所述n組依序排列的時間脈沖中t31+Δt、t11為第1時間正向開啟，分別開啟第一方波逆變器的二正向開關(guān)管，t11+Δt、t31為第1時間負(fù)向開啟，分別開啟第一方波逆變器的二負(fù)向開關(guān)管；t11+Δt、t31為第1時間正向關(guān)斷，分別關(guān)斷第一方波逆變器的二正向開關(guān)管；t31+Δt、t11為第1時間負(fù)向關(guān)斷，分別關(guān)斷第一方波逆變器的二負(fù)向開關(guān)管；t32+Δt、t12、為第2時間正向開啟，t12+Δt、t32為第2時間負(fù)向開啟，t12+Δt、t32為第2時間正向關(guān)斷，t32+Δt、t122為第2時間負(fù)向關(guān)斷，…，t3n+Δt、t1n為第n時間正向開啟，t1n+Δt、t3n為第n時間負(fù)向開啟，t1n+Δt、t3n為第n時間正向關(guān)斷，t3n+Δt、t1n為第n時間負(fù)向關(guān)斷；d)用導(dǎo)通n個方波逆變器的方法得到所需幅值的正弦波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，其特征 在于所述 At = arcSin [ (η_1) /η] /2 π f其中m-正弦波半波分割數(shù)，f-頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，其特 征在于所述依序微分延時2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖 和延時前沿脈沖是依序微分2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈 沖，其中正半波前沿脈沖tll、tl2、…tin;負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、t3n;再將所述 正、負(fù)半波的前沿脈沖延時At，產(chǎn)生正半波的前沿延時脈沖tll+At、tl2+At。"tln+At 和負(fù)半波的前沿脈沖延時脈沖t31+ Δ t、t32+ Δ t、…、t3n+ At。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法， 其特征在于所述依序微分延時2η個等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿 脈沖和延時前沿脈沖是延時2η個等幅方波電壓，依序微分2η個等幅方波電壓及2η個延 時等幅方波電壓得到一系列依序排列的方波電壓的前沿脈沖，其中包括正半波前沿脈沖 til、tl2、-tin ；負(fù)半波前沿脈沖t31、t32、…、t3n ；正半波的前沿延時脈沖tll+At、 tl2+At、…tin+At和負(fù)半波的前沿脈沖延時脈沖t31+At、t32+At、...、t3n+At。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法，其特征 在于所述開啟時間脈沖均延時0. 2 μ S。
6.一種實施權(quán)利要求1所述方法的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，包 括幅度比較定時器和驅(qū)動脈沖發(fā)生器，所述幅度比較定時器有2η路，所述驅(qū)動脈沖發(fā)生器 有4η個，其中所述2η路幅度比較定時器包括η路正半波幅度比較定時器及η路負(fù)半波幅度比較定時器，每一路幅度比較定時器包括比較器、微分電路、第一延時器，所述比較器有 兩個輸入端，一個輸入端接模擬激勵器，另一輸入端接參考電壓發(fā)生器，模擬信號經(jīng)比較器 與參考電壓相比，正半波輸出高電平，負(fù)半波輸出低電平；比較器后接微分電路，比較器輸 出波形經(jīng)微分得正、負(fù)半波前沿脈沖和正、負(fù)后沿脈沖，經(jīng)檢波輸出前沿脈沖；所述微分電 路的輸出接第一延時器，微分電路輸出的前沿脈沖經(jīng)第一延時器延時At得延時脈沖；所 述輸出的前沿脈沖和At延時的延時脈沖作為接驅(qū)動脈沖發(fā)生器的開啟時間脈沖和關(guān)斷 時間脈沖送相應(yīng)驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入端，產(chǎn)生導(dǎo)通方波逆變器橋臂開關(guān)管的方波驅(qū)動脈 沖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，其特征在于 所述第一延時器的輸出還接第二延時器，將所述開啟時間脈沖延時0. 2 μ S。
8.一種實施權(quán)利要求1所述方法的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，包 括2η路幅度比較定時器和4η個驅(qū)動脈沖發(fā)生器，其中所述2η路幅度比較定時器包括η路 正半波比較器及η路負(fù)半波比較器，每一路幅度比較定時器包括比較器、第一、第二微分電 路和第一、第二延時器，所述比較器有兩個輸入端，一個輸入端接模擬激勵器，另一輸入端 接參考電壓發(fā)生器，輸出端分成兩路，一路接第一微分電路，另一路接第一延時器，所述第 一延時器后接第二微分電路；模擬信號經(jīng)比較器與參考電壓相比，正半波輸出高電平，負(fù)半 波輸出低電平；所述比較器輸出波形經(jīng)第一微分電路微分得前沿脈沖和后沿脈沖，經(jīng)檢波 輸出前沿脈沖；所述比較器輸出波形還經(jīng)另一路第一延時器延時得到具有At延時的高電 平或低電平，所述具有At延時的高電平或低電平經(jīng)第二微分電路微分，檢波后輸出具有 At延時的延時脈沖；所述輸出的前沿脈沖和延時脈沖作為接驅(qū)動脈沖發(fā)生器的開啟時間 脈沖和關(guān)斷時間脈沖送相應(yīng)驅(qū)動脈沖發(fā)生器的輸入端，產(chǎn)生導(dǎo)通方波逆變器橋臂開關(guān)管的 方波驅(qū)動脈沖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，其特征在 于所述第一微分電路及第二微分電路的輸出端分別接第二延時器，將開啟時間脈沖延時 0. 2 μ S。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、或8所述的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的接口電路，其特 征在于所述驅(qū)動脈沖發(fā)生器，由η個Α、B、C、D觸發(fā)器組成，其輸入端接幅度比較定時器，輸 出端有4η個，分別接方波逆變器的相應(yīng)橋臂，幅度比較定時器輸出的時間脈沖分別送驅(qū)動 脈沖發(fā)生器中相應(yīng)的Α、B、C、D觸發(fā)器，產(chǎn)生一系列方波驅(qū)動脈沖，分別觸發(fā)η個直流一方 波逆變器的Α、B、C、D橋臂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)射機(jī)，特別是一種長波/超長波發(fā)射機(jī)用的模擬激勵器與開關(guān)功率放大器之間的信號處理方法及其接口電路，分割模擬激勵器的正弦電壓信號成2n個等幅方波電壓，依序微分得到一系列依序排列的前沿脈沖，通過計算獲取準(zhǔn)等寬疊加方波關(guān)閉時間脈沖的延時時間，延時前沿脈沖，將前沿脈沖和延時前沿脈沖送驅(qū)動脈沖發(fā)生器產(chǎn)生開啟和關(guān)斷n個階梯方波逆變器的驅(qū)動電壓，導(dǎo)通n個方波逆變器得到不同幅值的正弦波。解決了用倒置后沿脈沖序列的方法所產(chǎn)生的脈沖丟失，系統(tǒng)不能正常工作的問題。
文檔編號H03K5/156GK101847983SQ200910080198
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者孫忠憲, 張巍偉, 李鵬程, 楊斌, 譚嘯, 闞锎 申請人:北京北廣科技股份有限公司