CN107241092A - 一种高频电磁波理疗仪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高频电磁波技术领域，特别涉及一种高频电磁波理疗仪。本发明包括频率源、射频放大电路、耦合功分电路、第一平板电极、第二平板电极以及线性稳压电源，频率源的射频输出端连接射频放大电路的射频输入端，射频放大电路的射频输出端连接耦合功分电路的射频输入端，耦合功分电路的两路射频输出端分别连接第一平板电极的射频输入端、第二平板电极的射频输入端，所述第一平板电极的射频输出端、第二平板电极的射频输出端分别输出射频输出信号，本发明通过调节频率源内部的数控衰减器来调整平板电极输出的功率大小，从而满足不同用户的需求，本发明采用了全固态的设计模式，具备工作电压低、体积小、重量轻、寿命长、可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明属于高频电磁波技术领域，特别涉及一种高频电磁波理疗仪。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，生物电磁学作为一门新兴的边缘学科，已日益受到重视，对高频电磁波理疗仪的研究被视为重点内容，高频电磁波理疗仪理疗穿透深度大，理疗最大特点是高频能量能直接穿透到炎症组织的内部，所以其改善血液循环的程度大大强于红外线理疗，而且使用方便，可以直接隔着衣物和石膏板等物品进行，理疗时患者能够感觉到由内及外地温热舒适感。近年来随着人们经济物质生活的提高，对健康的关注也越来越高，高频电磁波理疗仪得到广泛的应用，并在市场中占非常重要的位置，并以全固态、低电压工作、小尺寸、轻重量、长寿命、高可靠性等特点受到青睐。
现有技术中的高频电磁波理疗仪通常以电子管、磁控管实现，具有高电压、大尺寸、重量重、寿命短、可靠性差等缺点。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种带有全固态实现，且体积小、性能优、可靠性高的高频电磁波理疗仪。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：
一种高频电磁波理疗仪包括频率源、射频放大电路、耦合功分电路、第一平板电极、第二平板电极以及线性稳压电源，所述频率源的射频输出端连接射频放大电路的射频输入端，所述射频放大电路的射频输出端连接耦合功分电路的射频输入端，所述耦合功分电路的两路射频输出端分别连接第一平板电极的射频输入端、第二平板电极的射频输入端，所述第一平板电极的射频输出端、第二平板电极的射频输出端分别输出射频输出信号，所述线性稳压电源的电源输入端与外部交流电压相连，线性稳压电源的一路电源输出端连接频率源的电源输入端，线性稳压电源的另外两路电源输出端连接射频放大电路的电源输入端。
优选的，所述频率源包括第一衰减器、第一放大单元、数控衰减器、第二衰减器以及第二放大单元，所述第一衰减器的射频输入端通过耦合电容连接晶振的射频输出端，第一衰减器的射频输出端通过耦合电容连接第一放大单元的射频输入端，所述第一放大单元的射频输出端通过耦合电容连接数控衰减器的射频输入端，所述数控衰减器的射频输出端通过耦合电容连接第二衰减器的射频输入端，所述第二衰减器的射频输出端通过耦合电容连接第二放大单元的射频输入端，所述第二放大单元的射频输出端通过耦合电容连接射频放大电路的射频输入端。
优选的，所述射频放大电路包括前级放大电路和末级放大电路，所述前级放大电路的射频输入端通过耦合电容连接第二放大单元的射频输出端，前级放大电路的射频输出端通过耦合电容连接末级放大电路的射频输入端，末级放大电路的射频输出端通过耦合电容连接耦合功分电路的射频输入端。
优选的，所述耦合功分电路包括第一电容、彼此之间相互耦合的第一电感和第二电感，所述第一电容的一端连通过耦合电容连接末级放大电路的射频输出端，第一电容的另一端分别连接第一电感的一端、第二电感的一端，所述第一电感的另一端分别连接第二电容的一端、第三电容的一端，所述第二电感的另一端分别连接第二电容的另一端、第四电容的一端，所述第三电容的另一端连接第一平板电极的射频输入端，第四电容的另一端连接第二平板电极的射频输入端。
优选的，所述晶振为中国科瑞集团有限公司生产的型号为JZ-40.68M的晶体振荡器；所述第一放大单元包括第一放大器，所述第一放大器的芯片型号为美国Mini-Circuits公司生产的ERA-2+；所述数控衰减器的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC472lp4；所述第二放大单元包括第二放大器，所述第二放大器的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC580st89；所述第一衰减器和第二衰减器均为π型衰减器。
优选的，所述前级放大电路包括型号为MU15R5的功率管；所述末级放大电路包括型号为MJ1518的功率管。
进一步的，所述线性稳压电源的电源输入端与外部220V交流电压相连，线性稳压电源的一路电源输出端输出5V直流电压至频率源的电源输入端，线性稳压电源的另外两路电源输出端分别输出8V直流电压、32V直流电压至射频放大电路的电源输入端。
进一步的，所述频率源、射频放大电路、耦合功分电路、第一平板电极、第二平板电极、线性稳压电源分别采用封闭模块化设计，彼此之间采用射频电缆相连接。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明包括频率源、射频放大电路、耦合功分电路、第一平板电极、第二平板电极以及线性稳压电源，所述频率源、射频放大电路、耦合功分电路均采用高度集成设计，极大地减小了本发明的体积，通过调节频率源内部的数控衰减器来调整平板电极输出的功率大小，从而满足不同用户的需求，本发明采用了全固态的设计模式，具备工作电压低、体积小、重量轻、寿命长、可靠性高的优点。
2)、所述耦合功分电路采用磁环线圈的方式实现，不但具有损耗小的特点，而且极大地减小了高频设备电路的尺寸。耦合功分电路采用了轴对称的结构，即耦合功分电路两侧的电路结构完全一致，从而保证了输出信号的幅度和相位一致性。频率源、射频放大电路、耦合功分电路均采用封闭模块化设计，彼此之间采用射频电缆连接，保证了本发明的电磁兼容，综上所述本发明还具备电学性能优良、力学上稳定性高、热学上可靠性好的优点。
3)、所述晶振为中国科瑞集团有限公司生产的型号为JZ-40.68M的晶体振荡器；第一放大单元包括第一放大器，第一放大器的芯片型号为美国Mini-Circuits公司生产的ERA-2+；数控衰减器的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC472lp4；第二放大单元包括第二放大器，所述第二放大器的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC580st89；第一衰减器和第二衰减器均为π型衰减器；前级放大电路包括型号为MU15R5的功率管；末级放大电路包括型号为MJ1518的功率管。上述多个特定型号的部件互相配合，实现了本发明的最优设计。
附图说明
图1为本发明的结构原理框图；
图2为本发明的频率源的结构原理框图；
图3为本发明的射频放大电路的结构原理框图；
图4为本发明的耦合功分电路的电路原理图。
1—频率源 2—射频放大电路 3—耦合功分电路
4—第一平板电极 5—第二平板电极 6—线性稳压电源
11—第一衰减器 12—第一放大单元 13—数控衰减器
14—第二衰减器 15—第二放大单元 21—前级放大电路
22—末级放大电路
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种高频电磁波理疗仪包括频率源1、射频放大电路2、耦合功分电路3、第一平板电极4、第二平板电极5以及线性稳压电源6，所述频率源1的射频输出端连接射频放大电路2的射频输入端，所述射频放大电路2的射频输出端连接耦合功分电路3的射频输入端，所述耦合功分电路3的两路射频输出端分别连接第一平板电极4的射频输入端、第二平板电极5的射频输入端，所述第一平板电极4的射频输出端、第二平板电极5的射频输出端分别输出射频输出信号，所述线性稳压电源6的电源输入端与外部220V交流电压相连，线性稳压电源6的一路电源输出端输出5V直流电压至频率源1的电源输入端，线性稳压电源6的另外两路电源输出端分别输出8V直流电压、32V直流电压至射频放大电路2的电源输入端。
如图2所示，所述频率源1包括第一衰减器11、第一放大单元12、数控衰减器13、第二衰减器14以及第二放大单元15，所述第一衰减器11的射频输入端通过耦合电容连接晶振的射频输出端，第一衰减器11的射频输出端通过耦合电容连接第一放大单元12的射频输入端，所述第一放大单元12的射频输出端通过耦合电容连接数控衰减器13的射频输入端，所述数控衰减器13的射频输出端通过耦合电容连接第二衰减器14的射频输入端，所述第二衰减器14的射频输出端通过耦合电容连接第二放大单元15的射频输入端，所述第二放大单元15的射频输出端通过耦合电容连接射频放大电路2的射频输入端。
如图3所示，所述射频放大电路2包括前级放大电路21和末级放大电路22，所述前级放大电路21的射频输入端通过耦合电容连接第二放大单元15的射频输出端，前级放大电路21的射频输出端通过耦合电容连接末级放大电路22的射频输入端，末级放大电路22的射频输出端通过耦合电容连接耦合功分电路3的射频输入端。
如图4所示，所述耦合功分电路3包括第一电容C1、彼此之间相互耦合的第一电感L1和第二电感L2，所述第一电容C1的一端连通过耦合电容连接末级放大电路22的射频输出端，第一电容C1的另一端分别连接第一电感L1的一端、第二电感L2的一端，所述第一电感L1的另一端分别连接第二电容C2的一端、第三电容C3的一端，所述第二电感L2的另一端分别连接第二电容C2的另一端、第四电容C4的一端，所述第三电容C3的另一端连接第一平板电极4的射频输入端，第四电容C4的另一端连接第二平板电极5的射频输入端。
所述晶振为中国科瑞集团有限公司生产的型号为JZ-40.68M的晶体振荡器；所述第一放大单元12包括第一放大器，所述第一放大器的芯片型号为美国Mini-Circuits公司生产的ERA-2+；所述数控衰减器13的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC472lp4；所述第二放大单元15包括第二放大器，所述第二放大器的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC580st89；所述第一衰减器11和第二衰减器14均为π型衰减器；所述前级放大电路21包括型号为MU15R5的功率管；所述末级放大电路22包括型号为MJ1518的功率管。
所述频率源1、射频放大电路2、耦合功分电路3、第一平板电极4、第二平板电极5、线性稳压电源6彼此之间采用射频电缆相连接。耦合功分电路、平板电极及它们之间连接的射频电缆通过优化仿真匹配，提高了组件每个输出端口抗全反射的性能。
所述线性稳压电源6将220V交流电压转化成三路直流电压，分别为+5V、+8V、+32V，其中+5V直流电压直接传送至频率源1，+8V直流电压、+32V直流电压直接传送至射频放大电路2；频率源1通电工作后自产生频率为40.68MHz的高频信号，输出幅度为13～20dBm连续可调；经过射频电缆进入射频放大电路2进行功率放大，射频放大电路2放大后输出频率为40.68MHz、功率最大为200W的连续波信号，连续波信号经过射频电缆进入耦合功分电路3进行匹配，耦合功分电路3把连续波信号一分为二通过射频电缆分别传递到第一平板电极4和第二平板电极5上，最终通过第一平板电极4和第二平板电极5将能量传递出来。
综上所述，本发明整个系统包括频率源1、射频放大电路2、耦合功分电路3、平板电极及线性稳压电源6，所述频率源1、射频放大电路2、耦合功分电路3均采用高度集成设计，极大地减小了本发明的体积，而且整个系统通过调节频率源内部的数控衰减器来调整平板电极输出的功率大小，满足不同用户的需求；采用全固态设计模式，具有工作电压低、体积小、重量轻、寿命长、可靠性高等优点；平板电极可以根据不同的人群的需要，而改变其输出的功率大小，从而满足不同客户的需求。
Claims (8)
1.一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：包括频率源(1)、射频放大电路(2)、耦合功分电路(3)、第一平板电极(4)、第二平板电极(5)以及线性稳压电源(6)，所述频率源(1)的射频输出端连接射频放大电路(2)的射频输入端，所述射频放大电路(2)的射频输出端连接耦合功分电路(3)的射频输入端，所述耦合功分电路(3)的两路射频输出端分别连接第一平板电极(4)的射频输入端、第二平板电极(5)的射频输入端，所述第一平板电极(4)的射频输出端、第二平板电极(5)的射频输出端分别输出射频输出信号，所述线性稳压电源(6)的电源输入端与外部交流电压相连，线性稳压电源(6)的一路电源输出端连接频率源(1)的电源输入端，线性稳压电源(6)的另外两路电源输出端连接射频放大电路(2)的电源输入端。
2.如权利要求1所述的一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：所述频率源(1)包括第一衰减器(11)、第一放大单元(12)、数控衰减器(13)、第二衰减器(14)以及第二放大单元(15)，所述第一衰减器(11)的射频输入端通过耦合电容连接晶振的射频输出端，第一衰减器(11)的射频输出端通过耦合电容连接第一放大单元(12)的射频输入端，所述第一放大单元(12)的射频输出端通过耦合电容连接数控衰减器(13)的射频输入端，所述数控衰减器(13)的射频输出端通过耦合电容连接第二衰减器(14)的射频输入端，所述第二衰减器(14)的射频输出端通过耦合电容连接第二放大单元(15)的射频输入端，所述第二放大单元(15)的射频输出端通过耦合电容连接射频放大电路(2)的射频输入端。
3.如权利要求2所述的一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：所述射频放大电路(2)包括前级放大电路(21)和末级放大电路(22)，所述前级放大电路(21)的射频输入端通过耦合电容连接第二放大单元(15)的射频输出端，前级放大电路(21)的射频输出端通过耦合电容连接末级放大电路(22)的射频输入端，末级放大电路(22)的射频输出端通过耦合电容连接耦合功分电路(3)的射频输入端。
4.如权利要求3所述的一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：所述耦合功分电路(3)包括第一电容(C1)、彼此之间相互耦合的第一电感(L1)和第二电感(L2)，所述第一电容(C1)的一端连通过耦合电容连接末级放大电路(22)的射频输出端，第一电容(C1)的另一端分别连接第一电感(L1)的一端、第二电感(L2)的一端，所述第一电感(L1)的另一端分别连接第二电容(C2)的一端、第三电容(C3)的一端，所述第二电感(L2)的另一端分别连接第二电容(C2)的另一端、第四电容(C4)的一端，所述第三电容(C3)的另一端连接第一平板电极(4)的射频输入端，第四电容(C4)的另一端连接第二平板电极(5)的射频输入端。
5.如权利要求2所述的一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：所述晶振为中国科瑞集团有限公司生产的型号为JZ-40.68M的晶体振荡器；所述第一放大单元(12)包括第一放大器，所述第一放大器的芯片型号为美国Mini-Circuits公司生产的ERA-2+；所述数控衰减器(13)的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC472lp4；所述第二放大单元(15)包括第二放大器，所述第二放大器的芯片型号为美国Hittite公司生产的HMC580st89；所述第一衰减器(11)和第二衰减器(14)均为π型衰减器。
6.如权利要求3所述的一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：所述前级放大电路(21)包括型号为MU15R5的功率管；所述末级放大电路(22)包括型号为MJ1518的功率管。
7.如权利要求1所述的一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：所述线性稳压电源(6)的电源输入端与外部220V交流电压相连，线性稳压电源(6)的一路电源输出端输出5V直流电压至频率源(1)的电源输入端，线性稳压电源(6)的另外两路电源输出端分别输出8V直流电压、32V直流电压至射频放大电路(2)的电源输入端。
8.如权利要求1～7任一项所述的一种高频电磁波理疗仪，其特征在于：所述频率源(1)、射频放大电路(2)、耦合功分电路(3)、第一平板电极(4)、第二平板电极(5)、线性稳压电源(6)分别采用封闭模块化设计，彼此之间采用射频电缆相连接。
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