CN207752066U - 一种行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，包括电源电路以及与电源电路均连接的采样电路、信号处理电路和通信电路；所述采样电路连接信号处理电路的采样输入端口，所述通信电路连接信号处理电路的数据发送端口；所述采样电路包括正栅极采样电路、负栅极采样电路和灯丝采样电路。该采集器解决了目前现有电压悬浮测试困难，体积大，体积重，实用性差，难维护的难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波功率放大器领域，具体涉及一种行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器。
背景技术
行波管均有栅极，灯丝和阴极，可广泛用于军事、通讯、航天航空、气象和通讯等领域。目前，用来采集行波管灯丝和栅极的悬浮电压采集器，其体积大，搭接飞线凌乱，笨重，测试精度较低，不符合当下军工要求，不能满足模块化、轻型化、实用化、参数易测试化和易维护的要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，该采集器解决了目前现有电压悬浮测试困难，体积大，体积重，实用性差，难维护的难题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，该采集器采用模块化设计及灌封工艺生产，包括电源电路以及与电源电路均连接的采样电路、信号处理电路和通信电路；所述信号处理电路包括DSP信号处理器及光纤发射器PT2；所述采样电路连接DSP信号处理器的采样输入端口，所述通信电路连接光纤发射器PT2；
所述采样电路包括用于采集正栅极电压信号的正栅极采样电路、用于采集负栅极电压信号的负栅极采样电路和用于采集灯丝电压信号的灯丝采样电路；
所述正栅极采样电路，包括相连接的正栅极电阻网络和正栅极电压跟随电路；
所述负栅极采样电路包括依次连接的负栅极电阻网络、负栅极电压跟随电路、负栅极电压反向及放大电路以及档位选择电路；
所述灯丝采样电路包括依次连接的灯丝电阻网络、灯丝电压跟随电路和灯丝电压反向及放大电路。
本实用新型的有益效果是：该采集器采用模块化设计，成品利用灌封工艺，体积小巧，在较小的空间里实现最大的绝缘效果；该采集器采样电路利用电阻网络进行分压采样，实现输入电压的高范围；同时利用高精度双电压运放对采集电压进行跟随、放大及反向处理，采用DSP信号处理器进行数据解析，实现采集的高速及高精度；该采集器利用通信电路与上位机进行通讯，实现测试数据的自动实时传输，解决了目前现有类似设备数据的记录繁杂问题。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述档位选择电路包括电阻R131、R96、R97及控制器件MOSFET Q1，所述电阻R131连接Q1的D极，电阻R97连接在Q1的S极、G极之间，电阻R96连接Q1的G极。
进一步，所述电源电路包括整流变换电路、线性稳压电路、基准源电路、通信电源电路以及运放电源电路；
所述整流变换电路包括整流桥B1及与整流桥B1输出端相连的并联电容C14、C18；
所述线性稳压电路包括两级串联的第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路的输出端连接基准源电路、通信电源电路及运放电源电路，第一稳压电路包括线性稳压器PU2及连接在线性稳压器PU2输出端的并联电容C20、C21，第二稳压电路包括线性稳压器PU3及连接在线性稳压器PU3输出端的并联电容C22、C23；
所述运放电源电路包括线性稳压器PU4及连接在线性稳压器PU4输出端的并联电容C30、CD1；
所述基准源电路包括基准源芯片ADR441ARZ、连接在基准源芯片ADR441ARZ输入端的并联电容C10、C11，以及连接在基准源芯片ADR441ARZ输出端的滤波电容C12；
所述通信电源电路包括线性稳压器PU1、连接在线性稳压器PU1输出端的并联电容C15、C19，以及连接在线性稳压器PU1输入端的电容C17。
进一步，所述通信电路包括依次连接的光纤接收器PT1、双电压比较集成电路U6、RS485芯片U5及通信接口电路JACK1。
附图说明
图1为本实用新型采集器原理图；
图2为本实用新型电源电路原理图；
图3为本实用新型采样电路原理图；
图4为本实用新型信号处理电路原理图；
图5为本实用新型通信电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型针对现有行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器技术落后，其体积大，搭接飞线凌乱，笨重，不符合当下军工要求，不能实现模块化，轻型化，实用化，参数易测试化，难维护的问题，提出了一种行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，该采集器采用模块化设计及灌封工艺生产，包括依次连接的采样电路、信号处理电路和通信电路；所述采样电路、信号处理电路和通信电路均连接电源电路。电源电路为整个采集器提供电压，采样电路采集正栅极电源电压、负栅极电源电压及灯丝电源电压，并将采集的电压传输到信号处理电路进行处理，通过通信电路将处理后的信号上传至外部设备。
如图2所示，所述电源电路包括整流变换电路、线性稳压电路、基准源电路、通信电源电路以及运放电源电路；
所述整流变换电路包括整流桥B1及与整流桥B1输出端相连的并联电容C14、C18；交流输入电源经过整流桥B1进行整流，然后经过并联电容C14、C18进行滤波，使输出稳定的直流电压。
所述线性稳压电路包括两级串联的第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路的输出端连接基准源电路、通信电源电路及运放电源电路，第一稳压电路包括线性稳压器PU2及线性稳压器PU2输出端连接的并联电容C20、C21，第二稳压电路包括线性稳压器PU3及线性稳压器PU3输出端连接的并联电容C22、C23；整流之后的直流电压经过线性稳压器PU2将电压转变为+12V，供运放电源电路及基准源电路使用；然后+12V电压经过线性稳压器PU3及线性稳压器PU3输出端连接的并联电容C22、C23将电压转变为+3.3V，供DSP信号处理器使用。
所述运放电源电路包括线性稳压器PU4及线性稳压器PU4输出端连接的并联电容C30、CD1，经过线性稳压器PU4后将电压转变为+5V，+5V电压经过负电源芯片U7后转变为-12V电压，以供运放使用。
所述基准源电路包括基准源芯片ADR441ARZ、连接在基准源芯片ADR441ARZ输入端的并联电容C10、C11，以及连接在基准源芯片ADR441ARZ输出端的滤波电容C12；基准电压的输入为+12V直流电压，经过基准源芯片ADR441ARZ转变为+2.5V电压，为DSP信号处理器提供基准比较电压。
如图5所示，所述通信电源电路包括线性稳压器PU1、线性稳压器PU1输出端连接的并联电容C15、C19，以及线性稳压器PU1输入端连接的电容C17，将+12V电压转变为+5V电压，以供通信电路使用。
如图3所示，所述采样电路包括正栅极采样电路、负栅极采样电路和灯丝采样电路。
所述正栅极采样电路包括相连接的正栅极电阻网络和正栅极电压跟随电路；栅极输入的正向电压经过正栅极采样电路的电阻网络进行分压，分压值通过电压跟随电路后直接输入到DSP信号处理器的A/D采样端口进行采样分析；
所述负栅极采样电路包括依次连接的负栅极电阻网络、负栅极电压跟随电路、负栅极电压反向及放大电路以及档位选择电路；栅极输入的负向电压经过负栅极采样电路的负栅极电阻网络进行分压，分压值通过负栅极电压跟随电路后输入到负栅极电压反向及放大电路，然后根据输入负电压的范围控制档位选择电路，最终将分压值输入到DSP信号处理器的A/D采样端口进行采样分析。
所述灯丝采样电路包括相连接的灯丝电阻网络、灯丝电压跟随电路、灯丝电压反向及放大电路。灯丝极输入的电压经过灯丝电阻网络进行分压后，通过灯丝电压跟随电路、灯丝电压反向及放大电路将采样值进行放大并反向后直接输入到DSP信号处理器的A/D采样端口进行采样分析。
如图4所示，所述信号处理电路包括DSP信号处理器及光纤发射器PT2。DSP信号处理器将采集到的正、负栅极电压信号和灯丝电压信号转换为二进制通过光纤发射器PT2发送至光纤接收器PT1。
如图5所示，所述通信电路包括依次连接的光纤接收器PT1、双电压比较集成电路U6、RS485芯片U5及通信接口电路JACK1。利用通信电路与上位机进行通讯，实现测试数据的自动实时传输，解决了目前现有类似设备数据的记录繁杂问题。
综上，采集器的工作原理为：将输入电压进行分压采样，然后经过放大反向处理后输入DSP信号处理器的A/D采样端口进行采样分析，DSP信号处理器将处理后的信息通过光纤的形式传输到RS485芯片，然后由RS485芯片进行转发，实现上位机读取控制。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，其特征在于，该采集器采用模块化设计及灌封工艺生产，包括电源电路以及与电源电路均连接的采样电路、信号处理电路和通信电路；所述信号处理电路包括DSP信号处理器及光纤发射器PT2；所述采样电路连接DSP信号处理器的采样输入端口，所述通信电路连接光纤发射器PT2；
所述采样电路包括用于采集正栅极电压信号的正栅极采样电路、用于采集负栅极电压信号的负栅极采样电路和用于采集灯丝电压信号的灯丝采样电路；
所述正栅极采样电路，包括相连接的正栅极电阻网络和正栅极电压跟随电路；
所述负栅极采样电路包括依次连接的负栅极电阻网络、负栅极电压跟随电路、负栅极电压反向及放大电路以及档位选择电路；
所述灯丝采样电路包括依次连接的灯丝电阻网络、灯丝电压跟随电路和灯丝电压反向及放大电路。
2.根据权利要求1所述的行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，其特征在于，所述档位选择电路包括电阻R131、R96、R97及控制器件MOSFET Q1，所述电阻R131连接Q1的D极，电阻R97连接在Q1的S极、G极之间，电阻R96连接Q1的G极。
3.根据权利要求1所述的行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，其特征在于，所述电源电路包括整流变换电路、线性稳压电路、基准源电路、通信电源电路以及运放电源电路；
所述整流变换电路包括整流桥B1及与整流桥B1输出端相连的并联电容C14、C18；
所述线性稳压电路包括两级串联的第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路的输出端连接基准源电路、通信电源电路及运放电源电路，第一稳压电路包括线性稳压器PU2及连接在线性稳压器PU2输出端的并联电容C20、C21，第二稳压电路包括线性稳压器PU3及连接在线性稳压器PU3输出端的并联电容C22、C23；
所述运放电源电路包括线性稳压器PU4及连接在线性稳压器PU4输出端的并联电容C30、CD1；
所述基准源电路包括基准源芯片ADR441ARZ、连接在基准源芯片ADR441ARZ输入端的并联电容C10、C11，以及连接在基准源芯片ADR441ARZ输出端的滤波电容C12；
所述通信电源电路包括线性稳压器PU1、连接在线性稳压器PU1输出端的并联电容C15、C19，以及连接在线性稳压器PU1输入端的电容C17。
4.根据权利要求1所述的行波管灯丝和栅极悬浮电压采集器，其特征在于，所述通信电路包括依次连接的光纤接收器PT1、双电压比较集成电路U6、RS485芯片U5及通信接口电路JACK1。
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| CN112816762A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-18 | 中国航空制造技术研究院 | 一种用于电子束焊的栅极电压实时测量装置 |
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2018
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| CN112816762B (zh) * | 2021-01-04 | 2023-11-03 | 中国航空制造技术研究院 | 一种用于电子束焊的栅极电压实时测量装置 |
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