WO2009121296A1

WO2009121296A1 - 一种梯形激励脉冲发生方法及装置

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Publication number: WO2009121296A1
Application number: PCT/CN2009/071118
Authority: WO
Inventors: 俞建国; 陈�峰; 刘志红
Original assignee: 北大方正集团有限公司; 北京大学; 北京北大方正电子有限公司
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2009-10-08
Also published as: CN101257291B; US8278976B2; CN101257291A; JP2011517898A; US20110084739A1

Description

一种梯形激励脉沖发生方法及装置技术领域

本发明涉及波形发生技术领域，尤其涉及一种梯形激励脉冲发生方法及装置。背景技术

目前，压电式喷墨打印头得到了广泛的应用。一般的压电式喷墨打印头的喷头模块为一个压电装置，喷头的每个喷嘴都由一片压电陶瓷片驱动。当激励脉冲电压以一定的受控转换速率施加于对应的压电陶瓷片上时，压电陶瓷片受到激励向外偏移而形成一个负压波，从而把墨水吸进腔室，在一个固定脉冲持续时间之后，激励脉冲电压以一定的受控转换速率去除。这样，由于腔壁的张弛收缩作用，使得总的正向压力波向前传播而造成喷嘴喷射出液滴。

施加在压电陶瓷片的执行元件上驱使其发生变形动作的激励脉冲电压波形，根据喷头类型的不同而稍有差异，一种典型的梯形激励脉冲的电压波形如图 1所示。该梯形激励脉冲可以用四个参数来描述：激励脉冲幅度（Fire Pulse Amplitude, FPA )、激励脉冲宽度（ Fire Pulse Width, FPW )、上升衧间（ Rise Time, RT )和下降时间（Fall Time, FT )。其中，梯形激励脉冲的这四个参数都会影响到所喷出墨滴的初速、体积以及所有墨滴的一致性，从而最终影响打印质量。

对于不同的喷头、墨水以及打印材质来说，要达到最佳的打印效果，都需要给喷头施加最为合适的激励脉冲电压波形，从而要求用于产生驱动压电式喷墨打印头的激励脉冲发生系统对输出的激励脉沖波形参数具有灵活的可调节性，即可以实时地设置所产生的梯形激励脉冲电压波形的激励脉沖幅度、激励脉冲宽度、上升时间和下降时间。同时，在保持较高精度的前提下，激励脉冲发生系统的结构需要尽量简化。在目前的喷头控制系统中 ,普遍使用的一种激励脉冲发生系统的结构如图

2所示。其中，脉冲幅度控制信号控制电压调整器产生与所需输出激励脉沖幅度一致的高压直流信号 V+，通过半桥转换电路的开关变换作用将激励脉沖输出为 V+或地电压，从而产生驱动喷头的激励脉沖电压波形信号。该激励脉沖发生系统可以灵活调节所产生激励脉冲的幅度参数，但其产生激励脉冲的上的。这种激励脉冲发生系统的结构导致其产生的激励脉冲波形随负载的不同而有所波动，对最终的打印质量有一定的影响。发明内容

本发明提供了一种梯形激励脉沖发生方法及装置，用以解决现有激励脉冲发生系统因为其上升时间和下降时间可能随激励脉冲发生系统的负载不同而使产生的激励脉沖的电压波形产生波动，最终影响喷墨打印头的打印质量的问题。

本发明提供了一种梯形激励脉沖发生装置，包括：第一单片机控制单元、正电压输出双通道数模转换单元、负电压输出双通道数模转换单元、第一模拟开关单元和第一梯形波发生单元；

所述第一单片机控制单元，用于根据所需输出的梯形激励脉冲的脉沖幅度参数值确定出负直流控制电压信号电压值，并设正直流控制电压信号电压值为电压信号电压值，并设负直流控制电压信号电压值为零；

当正直制电压信号电压值为零时，还根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出所述上升时间直流控制电压信号电压值；或当负直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值与正直流控制电压信号电压值确定出所述上升时间直流控制电压信号电压值；当正直流控制电压信号电压值为零时，还根据所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号电压值；或当负直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值与所述正直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号电压值；以及

根据确定出的所述正直流控制电压信号电压值和所述下降时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至所述正电压输出双通道数模转换单元；

根据确定出的所述负直流控制电压信号电压值和所述上升时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至所述负电压输出双通道数模转换单元；产生方波或矩形波脉冲形式的脉冲宽度控制信号并输入至所述第一模拟开关单元；

所述正电压输出双通道数模转换单元，用于将接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的正直流控制电压信号和下降时间直流控制电压信号；并将所述正直流控制电压信号输入至所述第一模拟开关单元；以及将所述下降时间直流控制电压信号输入至所述第一梯形波发生单元；

所述负电压输出双通道数模转换单元，用于将接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的负直流控制电压信号和上升时间直流控制电压信号；并将所述正直流控制电压信号输入至所述第一模拟开关单元；以及将所述上升时间直流控制电压信号输出至所述第一梯形波发生单元；

所述第一模拟开关单元，用于根据输入的所述脉沖宽度控制信号将所述正直流控制电压信号和负直流控制电压信号调制成对应的方波脉沖并输出至所述第一梯形波发生单元；

所述第一梯形波发生单元，用于根据输入的所述下降时间直流控制电压信号、所述上升时间直流控制电压信号和所述方波脉冲生成梯形激励脉沖并输出。本发明还提供了一种梯形激励脉冲发生装置，包括：第二单片机控制单元、正电压输出双通道数模转换单元、负电压输出双通道数模转换单元、第二模拟开关单元和第二梯形波发生单元；

所述第二单片机控制单元，用于根据所需输出的正负梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值确定出正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值；根据所需输出的正负梯形激励脉冲的第一下降时间参数值和所述正直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号的电压值；或者根据所需输出的正负梯形激励脉冲的第二下降时间参数值和所述负直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号的电压值；

还根据所需输出的正负梯形激励脉冲的上升时间参数值、所述正直流控制电压信号电压值和所述负直流控制电压信号电压值，确定出上升时间直流控制电压信号的电压值；

根据确定出的所述负直流控制电压信号电压值和所述上升时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至所述负电压输出双通道数模转换单元；

以及产生方波或矩形波脉冲形式的第一脉冲宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号并输入至所述第二模拟开关单元；

所述正电压输出双通道数模转换单元，用于对接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的正直流控制电压信号和下降时间直流控制电压信号；并将所述正直流控制电压信号输入至所述第二模拟开关单元；将所述下降时间直流控制电压信号输入至所述第二梯形波发生单元；

所述负电压输出双通道数模转换单元，用于对接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的负直流控制电压信号和上升时间直流控制电压信号；并将所述正直流控制电压信号输入至所述第二模拟开关单元；将所述上升时间直流控制电压信号输出至所述第二梯形波发生单元；

所述第二模拟开关单元，用于根据输入的所述第一脉冲宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号将所述正直流控制电压信号、负直流控制电压信号和零电压信号调制成对应的正负方波脉冲并输出至所述第二梯形波发生单元；

所述第二梯形波发生单元，用于根据输入的所述下降时间直流控制电压信号、所述上升时间直流控制电压信号和所述正负方波脉冲生成正负梯形激励脉本发明提供了一种梯形激励脉沖发生方法，包括: 信号电压值，并设正直流控制电压信号电压值为零；或者， >据所需输出的梯形激励脉沖的脉沖幅度参数值确定出正直流控制电压信号电压值，并设负直流控制电压信号电压值为零；

当所述正直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值和所述负直流控制电压信号的电压值确定出上升时间直流控制电压信号电压值；根据所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值和所述负直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号电压值；或者当所述负直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值和所述正直流控制电压信号的电压值确定出上升时间直流控制电压信号电压值；根据所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值和所述正直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值；根据确定出的所述负直流控制电压信号电压值、正直流控制电压信号电压值、上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值生成对应的直流控制电压信号；

使用方波或矩形波脉沖形式的脉冲宽度控制信号，将所述正直流控制电压信号和负直流控制电压信号调制成对应的方波脉沖；将所述上升时间直流控制电压信号、所述下降时间直流控制电压信号以及所述方波脉冲输入由双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，生成梯形激励脉冲并输出。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种梯形激励脉冲发生方法及装置，根据所需输出的梯形激励脉冲的参数值分别确定出脉沖幅度的正直流控制电压信号的电压值、负直流控制电压信号电压值、上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号的电压值；才艮据确定出的电压值生成对应的直流控制电压信号；使用方波或矩形波脉冲的脉沖宽度控制信号，将正直流控制电压信号和负直流控制电压信号调制成对应的方波脉沖；将上升时间直流控制电压信号、下降时间直流控制电压信号以及方波脉冲输入由双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，生成梯形激励脉沖并输出。由于梯形激励脉沖的上升时间和下降时间分别与上升时间直流控制电压信号的电压值和下降时间直流控制电压信号的电压值之间存在特定的数量关系，因此通 it^t上升直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值的精确控制及调节，就可以实现对输出的梯形激励脉沖对应的上升时间和下降时间进行精确控制及调节，使输出的梯形激励脉沖更加稳定和精确，避免了现有激励脉沖发生系统中因为负栽的变化造成输出梯形激励脉冲波形发生波动的问题，并且根据不同方波脉冲信号的输入，能够对应生成不同类型的梯形激励脉沖并输出，以满足不同类型喷墨打印头的要求。附图说明

图 1为现有技术中典型的梯形激励脉沖波形图；

图 2为现有技术中激励脉沖发生系统的结构示意图；

图 3为本发明实施例一提供的梯形激励脉冲发生装置结构图；

图 4为本发明实施例一提供的第一梯形波发生单元的内部电路图；图 5为本发明实施例一提供的脉冲宽度控制信号与方波脉冲的电压波形对照图；

图 6为本发明实施例一提供的上升时间直流控制电压信号、下降时间直流控制电压信号和方波脉沖以及梯形激励脉冲对应的电压波形图；

图 7为本发明实施例二提供的梯形激励脉沖发生装置结构图；

图 8为本发明实施例二提供的第一脉冲宽度控制信号、第二脉沖宽度控制信号以及正负方波脉冲对应的电压波形图；

图 9为本发明实施例二提供的正负方波脉冲与正负梯形激励脉冲对应的电压波形示意图；

图 10为本发明实施例三提供的梯形激励脉冲发生方法的流程图；图 11为本发明实施例四提供的梯形激励脉沖发生方法的流程图。具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例对本发明提供的一种梯形激励脉冲发生方法及装置进行详细的说明。

实施例一：

本发明实施例一提供了一种梯形激励脉沖发生装置，如图 3所示，包括：第一单片机控制单元 301、正电压输出双通道数模转换单元 302、负电压输出双通道数模转换单元 303、第一模拟开关单元 304和第一梯形波发生单元 305; 其中：

第一单片机控制单元 301 , 用于根据所需输出的梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值确定出负直流控制电压信号电压值，并设正直流控制电压信号电压值为电压信号电压值，并设负直流控制电压信号电压值为零；

当正直流控制电压信号电压值为零时，还根据所需输出的梯形激励脉沖的上升时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出上升时间直流控制电压信号电压值；或当负直流控制电压信号电压值为零时，才艮据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值与正直流控制电压信号电压值确定出上升时间直流控制电压信号电压值；

当正直流控制电压信号电压值为零时，还根据所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号电压值；或者当负直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值与正直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号电压值；

以及根据确定出的正直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至正电压输出双通道数模转换单元 302;

根据确定出的负直流控制电压信号电压值和上升时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至负电压输出双通道数模转换单元 303;

产生方波或矩形波脉沖形式的脉沖宽度控制信号并输入至第一模拟开关单元 304;

正电压输出双通道数模转换单元 302, 用于将接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的正直流控制电压信号和下降时间直流控制电压信号；并将正直流控制电压信号输入至第一模拟开关单元 304; 以及将下降时间直流控制电压信号输入至第一梯形波发生单元 305;

负电压输出双通道数模转换单 303，用于将接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的负直流控制电压信号和上升时间直流控制电压信号；并将负直流控制电压信号输入至第一模拟开关单元 304; 以及将上升时间直流控制电压信号输出至第一梯形波发生单元 305;

第一模拟开关单元 304，用于根据输入的脉沖宽度控制信号将正直流控制电压信号或负直流控制电压信号调制成对应的方波脉冲并输出至第一梯形波发生单元 305;

第一梯形波发生单元 305，用于根据输入的下降时间直流控制电压信号、上升时间直流控制电压信号和方波脉沖生成梯形激励脉冲并输出。上述梯形激励脉冲发生装置还可以包括：线性功率放大单元 306，用于将的整数。

上述梯形激励脉沖发生装置的第一梯形波发生单元为双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，如图 4所示，其内部电路包括：积分运算电路和双差分放大电路；

积分运算电路，包括：电阻 Rl、电阻 R2、运算放大器 U1和反馈电容 C1 ; 其中电阻 R1与 R2串联，电阻 R1与方波脉沖的输入端 1相连，电阻 R2与梯形波输出端相连；且 R1与 R2电阻值相等；

双差分放大电路，包括： PNP型三极管 Q1和 Q2、 NPN型三级管 Q3和 Q4以及电阻 R3和 R4; 三极管 Q1和 Q3共基极输入端与电阻 R1与 R2中间点相连；三极管 Q1和 Q2共发射极且与电阻 R3和上升时间直流控制电压信号的输入端 3相连；三极管 Q3和 Q4共发射极且与电阻 R4和下降时间直流控制电压信号的输入端 2相连；三极管 Q2和 Q4的基极分别接地，三极管 Q2和 Q4共集电极且与积分运算电路中运算放大器反向输入端相连

下面以正直流控制电压信号的电压值设为零的情况对本发明实施例一提供的梯形激励脉冲发生装置的实现原理进行详细的说明。

在本发明实施例一中，梯形激励脉沖幅度的正直流控制电压信号的电压值为 + V_{P +} , 负直流控制电压信号的电压值为 - V_P_、上升时间直流控制电压信号的电压值为 - V_RT, 下降时间直^空制电压信号的电压值为 + VFT。

由于负直流控制电压信号的电压值为零，或者正直流控制电压信号的电压值为零，本发明实施例一提供的梯形激励脉沖发生装置输出对应梯形激励脉冲的实现原理和过程完全类似，所以在此以正直流控制电压信号的电压值为零为例进行详细的说明。

因为梯形激励脉沖的脉冲幅度值的对应负值等于负直流控制电压信号的电压值，根据这种特定的数量关系，第一单片机控制单元设正直流控制电压信号电压值为零的情况下，根据所需输出的梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值就可以确定负直流控制电压信号电压值。

通过根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值和负直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，以确定出上升时间直流控制电压信号的电压值：

_{VRT = + Q} . 公式（1 )

第一单片机控制单元通过将所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值、负直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，以确定出下降时间直流控制电压信号的电压值：

_V^ _{= 1} x V^ x R_{L + 0 7} . 公式（2 )

^Tf

上述公式（1 )和公式（2 ) 中， V_RT为上升时间直流控制电压信号的电压值的对应正值；

VFT为下降时间直流控制电压信号的电压值；

T_r为上升时间参数值； T_f为下降时间参数值；

C,为图 4中反馈电容 C 1的电容值；

V_p 负直流控制电压信号电压值的对应正值；

为正直流控制电压信号电压值；

R₃和分别为图 4中电阻 R3和 R4的电 P且值。

本发明实施例一中的正电压输出双通道数模转换单元和负电压输出双通模拟转换器，在此对其实现原理不做具体的说明。

第一模拟开关单元，根据输入的脉冲宽度控制信号将正直流控制电压信号 (零电压信号）和负直流控制电压信号调制成对应的方波脉冲并输出至第一梯形波发生单元；如图 5是脉冲宽度控制信号 P_FPW和对应调制出的方波脉冲 P_S 的波形对照图。脉冲宽度控制信号为脉沖幅度为 5V的方波或者矩形波；对应调制出的方波脉冲 P_S的脉冲幅度为 - V_P.，方波脉冲的脉冲宽度等于脉冲宽度控制信号 PFPW的脉冲宽度。

当脉沖宽度控制信号 P_FPW为逻辑高电平时，输出方波脉沖 P_S的脉沖幅度等于负直流控制电压的电压值 - V_P_;

当脉沖宽度控制信号 P_FPW为逻辑低电平时，输出方波脉冲的脉冲幅度为零。

下面结合图 4对第一梯形波发生单元的工作原理进行说明。

第一模拟开关单元将方波脉冲对应输入至反向积分器（即第一梯形波发生单元）的输入端 1 , 正电压输出双通道数模转换单元将下降时间直流控制电压信号对应输入至反向积分器的输入端 2, 负电压输出双通道数模转换单元将上升时间直流控制电压信号对应输入至反向积分器的输入端 3。

图 4所示的反向积分器的基本工作原理是由三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4组成的双差分放大电凝供给积分运算电路中反馈电容 C1的充放电电流，从而在运算放大器 U1输出端输出对应的梯形激励脉冲。

当输入的方波脉冲幅度为零时，反向积分器输出为零。

因为输入的方波脉冲为零，所以电阻 R1和 R2的中间点电压 VMID为零，三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4的基极电压均为零，双差分放大电路处于平衡状态，三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4的电流值关系式如下：

公式（ 3 ) 一公式（4 )

'β3卞 4 ― 公式（ 5 )

Λ₄

上式中， I_Q1、 I_Q2、 IQ₃和 IQ₄分别是三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4的电流值； 0.7V是三极管 BE集之间的 PN结电压。

运算放大电路的反馈电容 C1上没有电流流动，因此反向积分器的输出为输入方波脉冲幅度由零跳变为负直流控制电压信号的电压值时，反向积分器输出电压值以恒定的速率从零增加至负直流控制电压信号电压值的对应正值，生成梯形激励脉冲的上升沿；

当输入的方波脉冲幅度从零跳变为负直流控制电压信号的电压值 - - 时，因为电阻 R1和 R2的电阻值相等，电阻 R1和 R2的中间点电压 V_MID跳变为- V_P72，此时三极管 Q1和 Q3的基极电位变为负电压，从而使三极管 Q2 和 Q3截止，三极管 Q1和 Q4的电流达到最大，三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4的电流值关系式如下：

/₀₂=/。₃=0；公式（6) 公式 (7) 公式（ 8 )

因为三极管 Q2截止，所以三极管 Q4会从反馈电容 C1端吸收电流（即反馈电容 C1进入放电过程），从而造成反向积分器输出端输出的电压开始上升，当输入方形脉冲 P_s的脉冲幅度在保持为 - V_P.时，就形成了梯形激励脉沖的上升沿，电压上升速率取决与电容 C1的放电速度，满足下列电容充放电公式：公式（9)

上式中， I为电容的放电电流值，即三极管 Q4的电流值 I_Q4; C为电容值，也即反馈电容 C1的电容值 d; T_r为上升时间； Δν/ At表示运算放大器端输出电压的变化率，即输出电压上升沿的斜率，也就是所输出梯形激励脉冲的脉冲幅度值与脉冲上升时间 T_r的比值。

将 I_Q4和 <：,带入公式（9)，并将 AV/ At替换为 V_P7T_r, 对公式（9)进行变形为：

C₁xV_l

公式 ( 10) 进一步变形公式（10)得：

C, xV_P. R 公式（11 ) 由公式（11)可以看出，本发明实施例一中，当梯形激励脉沖的脉沖幅度已确定，上升时间直流控制电压信号的电压值与输出梯形激励脉冲的上升时间存在特定的数量关系，通过对上升时间直流控制电压信号电压值的精确控制及另外，上述公式（11 ) 简单变形得出：

^ = ^C'^X -^X/?4 +0.7，即公式（1)，当所需输出的梯形激励脉冲的上升时间 T_r以及脉沖幅度已确定，将上升时间的参数值以及负直流控制电压信号的电压值的对应正值代入上述公式（1)，就可以对应确定上升时间直流控制电压信号的电压值。

输入方波脉冲幅度维持为负直流控制电压信号的电压值不变时，反向积分器的输出维持负直流控制电压信号电压值的对应正值不变；

因为当输入方波脉沖幅度维持为负直流控制电压的电压值不变时，电阻 R1和 R2的中间点电压 V_MID为零，三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4的基极电压均为零，双差分放大电路再次进入平衡状态，三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4的电流值的关系式与公式（3)、（4)和（5)完全相同，运算放大器的反馈电容 C1上也没有电流流动，因此，反向积分器的输出端维持负直流控制电压电压值的对应正值 + V_P_不变。

输入方波脉沖幅度由负直流控制电压信号的电压值跳变回零时，反向积分器的输出电压值以恒定的速率从负直流控制电压信号电压值的对应正值降低至零，生成梯形激励脉冲的下降沿；

当输入方波脉沖幅度由负直流控制电压的电压值 -Vp.跳变回零时，电阻 R1和 R2的中间点电压 V_MID跳变为 V_P_/2，此时三极管 Q1和 Q3的基极电压变为正电压，从而使三极管 Ql、 Q4截止， Q2、 Q3的电流达到最大，三极管 Ql、 Q2、 Q3和 Q4的电流值关系式如下：

I_Ql=I_Qi = \ 公式（12)

/₀₃ = ^VM!D -^Q'^{7 + V}RT；公式（ ₁₃ )

^=¾^；公式（14) 因为三极管 Q4截止，三极管 Q2给反馈电容 C1进行充电，运算放大器输出端（也即反向积分器的输出端）输出的电压开始下降，下降的速率取决与电容的充电速度，满足电容充放电公式：

I = C^; 公式（9)

△t

上式中， I为电容的放电电流值，即三极管 Q2的电流值 I_Q2; C为反馈电容 C1的电容值 C!; T_f为下降时间； AV/At表示运算放大器端输出电压的变化率，即输出电压下降沿的斜率，也等于所输出梯形激励脉沖的脉冲幅度值 V_P.与下降时间 T_f的比值。

将 I_Q2和带入公式（ 9 )，并将△ V/△ t替换为 Vp./T_f, 对公式（ 9 )进行变形为：

C^ ₌ V_FJ.-0 公式（_{15 )} 进一步变形公式（15)得：

C、xV_p_xR 公式（16) 由公式（16)可以看出，当输出梯形激励脉沖的脉冲幅度已确定，下降时间直流控制电压信号的电压值与输出梯形激励脉沖的下降时间参数值存在特定的数量关系，通过对下降时间直流控制电压信号电压值的精确控制及调节，就可以实现对输出的梯形激励脉沖的下降时间进行精确控制及调节。

另外，上述公式（16) 简单变形得出：

_{VFT =} C^V_P_ R_{3 + 0} , 即公式（₂₎，当所需输出的梯形激励脉冲的上升时间和脉沖幅度已确定时，可以将下降时间参数值和负直流控制电压信号电压值的对应正值带入公式（ 2 )，即可以确定出下降时间直流控制电压信号的电压值。

图 6所示的是上升时间直流控制电压信号、下降时间直流控制电压信号和方波脉沖以及梯形激励脉冲的对应电压波形图。其中，方波脉沖 P_s的脉冲幅度为 -V_P.，输出的梯形激励脉冲的脉沖幅度为 +V_P.， T 为梯形激励脉沖的上升时间， T_f为梯形激励脉冲的下降时间， 7^为梯形激励脉冲的脉冲宽度。是以正直流控制电压信号电压值为零的情况进行说明的，在负直流控制电压信号为零的情况下，上述过程类似，例如第一单片机控制单元将上升时间参数值和正直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，以确定出上升时间直流控制电压信号的电压值：

^r = ^C'^X^^Xj?4+0-7; 公式（17) 将所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值、正直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出下降时间直流控制电压信号的电压值：

v^ _{= 1} V_£± ^ _{+ 07}. 公式（18) 上述公式（17)和公式（18) 中， V_p+为正直流控制电压信号电压值。从上述公式（17)和公式（18)可以看出，在负直流控制电压信号为零的情况下，当输出梯形激励脉冲的脉冲幅度已确定，下降时间直流控制电压信号的电压值与输出梯形激励脉冲的下降时间参数值存在特定的数量关系。

从图 6以及上述对梯形激励脉冲生成原理的说明可以清楚地看出，通过图 4所示的梯形激励脉冲发生装置的内部电路，输出梯形激励脉冲的脉冲宽度由输入方波脉沖的脉冲宽度确定 ,梯形激励脉冲的脉冲幅度由输入方波脉冲的脉冲幅度确定，梯形激励脉冲的上升时间由输入的上升时间直流控制电压信号确定，梯形激励脉沖的下降时间由下降时间直流控制电压信号确定。通过对输入方波脉冲的参数、上升时间直流控制电压信号的电压值和下降时间直流控制电压信号的电压值的控制和调节，就可以实现对输出的梯形激励脉冲的全部参数的控制及调节。

实施例二：

本发明实施例二提供另一种梯形激励脉冲发生装置，如图 7所示，包括：第二单片机控制单元 701、正电压输出双通道数模转换单元 702、负电压输出双通道数模转换单元 703、笫二模拟开关单元 704和笫二梯形波发生单元 705; 其中：

第二单片机控制单元 701，用于根据所需输出的正负梯形激励脉沖的脉沖幅度参数值确定出正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值；根据所需输出的正负梯形激励脉沖的第一下降时间参数值和正直流控制电压信号电压值或者才艮据所需输出的正负梯形激励脉沖的第二下降时间参数值和负直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值；根据所需输出的正负梯形激励脉冲的上升时间参数值、正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值，确定出上升时间直流控制电压信号的电压值；

将确定出的正直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至正电压输出双通道数模转换单元 702;

将确定出的负直流控制电压信号电压值和上升时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至负电压输出双通道数模转换单元 703;

以及产生方波或矩形波脉冲形式的第一脉冲宽度控制信号和第二脉沖宽度控制信号并输入至第二模拟开关单元 704;

正电压输出双通道数模转换单元 702，用于对接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的正直流控制电压信号和下降时间直流控制电压信号；并将正直流控制电压信号输入至第二模拟开关单元 704; 将下降时间直流控制电压信号输入至第二梯形波发生单元 705;

负电压输出双通道数模转换单元 703，用于对接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的负直流控制电压信号和上升时间直流控制电压信号；并将正直流控制电压信号输入至第二模拟开关单元 704; 将上升时间直流控制电压信号输入至第二梯形波发生单元 705;

第二模拟开关单元 704，用于根据输入的第一脉冲宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号将正直流控制电压信号、负直流控制电压信号和零电压信号调制成对应的正负方波脉冲并输出至第二梯形波发生单元 705；

第二梯形波发生单元 705，用于根据输入的下降时间直流控制电压信号、上升时间直流控制电压信号和正负方波脉冲生成正负梯形激励脉冲并输出。

上述梯形激励脉沖发生装置还可以包括：线性功率放大单元 706; 用于将输出的正负梯形激励脉冲的脉沖幅度线性扩大至原有脉冲幅度的 M倍； M为大于 1的整数。

在上述梯形激励脉沖发生装置中，第二梯形波发生单元与实施例一中的第一梯形发生单元的内部电路完全相同，下面结合附图 4对本发明实施例二提供的梯形激励脉冲发生装置的工作原理进行说明。冲幅度值，负脉冲幅度值的对应正值等于正直流控制电压信号的电压值; 相应地，正脉沖幅度值的对应负值等于负直流控制电压信号的电压值。因此，第二定出正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值 ·，

第二单片机控制单元还根椐所需输出的梯形激励脉冲的第一下降时间参数值和正直流控制电压信号电压值或者根据所需输出的梯形激励脉冲的第二下降时间参数值和负直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值；其确定的方法如下：

通过将所需输出的梯形激励脉冲的第一下降时间参数值、正直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出下降时间直流控制电压信号的电压值： v_n'=^{Cl XVp xRl} +0 ；公式（19) 或者将所需输出的梯形激励脉冲的第二下降时间参数值、负直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出下降时间直流控制电压信号的电压值：

y_n,₌ C₁yV R_{L + Q} . 公式（20)

正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值，确定出上升时间直流控制电压信号的电压值。过程如下：将所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值、正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值代入下列公式计算，确定出上升时间直流控制电压信号的电压值：

_T' ₌ C V_P^V_P- )-R, . 公式（21) 上述公式（19)至公式（21) 中， Τ_η'为正负梯形激励脉冲的第一下降时间； Τβ'为正负梯形激励脉沖的第二下降时间； V_RT'为上升时间直流控制电压的电压值的对应正值； VFT'为下降时间直流控制电压的电压值； V_P.'为负直流控制电压信号电压值的对应正值； V_p+'为正直流控制电压信号电压值；（：！为第二梯形波发生单元中反馈电容 C1的电容值； R₃和分别为第二梯形波发生单元中电阻 R3和 R4的电阻值。

本发明实施例二中的正电压输出双通道数模转换单元和负电压输出双通道数模转换单元的功能与实施例一的对应单元完全相同，在此不再进行详细说明。

第二模拟开关根据第一脉冲宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号，将脉沖幅度正直流控制电压信号、负直流控制电压信号和零电压信号调制成对应的正负方波脉冲，其过程包括：

当第一脉冲宽度控制信号为逻辑高电平时，输出正负方波脉冲的幅度值为正直流控制电压信号的电压值；

当第二脉冲宽度控制信号为逻辑高电平时，输出正负方波脉冲的幅度值为负直流控制电压信号的电压值；

当第一脉冲宽度控制信号和第二脉沖宽度控制信号均为逻辑低电平时，输出正负方波脉冲幅度为零。

图 8是第一脉沖宽度控制信号、第二脉沖宽度控制信号以及正负方波脉冲对应的电压波形图； P_FPW1为第一脉沖宽度控制信号， PFP_W2为第二脉冲宽度控制信号， P_S'为正负方波脉沖。从图中可以看出，第一脉冲宽度控制信号和第二脉沖宽度控制信号为方波或矩形波脉冲，第一脉沖宽度控制信号的下降沿与第二脉沖宽度控制信号的上升沿重合。

第二梯形波发生单元因为内部电路实施例一中第一梯形波发生单元的内部电路相同，因而第二梯形波发生单元将根据输入的正负方波脉冲生成正负梯形激励脉沖的原理与第一梯形波发生单元相似，具体说明如下：

输入正负方波脉冲幅度为零时，反向积分器输出为零；

输入正负方波脉沖幅度由零跳变为正直流控制电压信号的电压值时，反向积分器输出电压值以恒定的速率从零减少至正直流控制电压信号电压值的对应负值，生成正负梯形激励脉冲的第一下降沿；

输入正负方波脉沖幅度维持为正直流控制电压信号的电压值不变时，反向积分器的输出维持正直流控制电压信号电压值的对应负值不变；

输入方波脉冲幅度由正直流控制电压信号的电压值跳变至负直流控制电压的信号的电压值时，反向积分器输出的电压值以恒定的速率从正直流控制电压信号电压值的对应负值增加至负直流控制电压信号电压值的对应正值，生成正负梯形激励脉冲的上升沿；

输入正负方波脉冲幅度维持为负直流控制电压信号的电压值不变时，反向积分器的输出维持负直流控制电压信号电压值的对应正值不变；

输入正负方波脉沖幅度从负直流控制电压信号的电压值跳变回零时，反向积分器输出电压值以恒定的速率从负直流控制电压信号电压值的对应正值减少至零，生成正负梯形激励脉冲的第二下降沿。

图 9是输入的正负方波脉冲与第二梯形波生成单元生成的正负梯形激励脉冲的电压波形对照图。正负梯形激励脉冲 Ρ_τ'包含有第一下降沿 901 , 对应的第一下降时间为 TV;上升沿 902,对应的上升时间为 T ; 以及第二下降沿 903, 对应的第二下降时间为 Τ_β'。 T_w是正负梯形激励脉冲的第一宽度值，是正负梯形激励脉冲的第二宽度值。

相类似地，第二梯形波发生单元形成的正负梯形激励脉冲的上升时间以及第一下降时间和第二下降时间分别与上升时间直流控制电压信号的电压值、下降时间直流控制电压信号的电压值存在如下数量关系：

； ₌ C、 OR₃ 公式（22 )

_T ' C_l x V_P.'xR_J 公式（23 )

¹² V_n '- .7 公式（24 ) 同样，从上述公式可以看出，当正负梯形激励脉冲的正负脉冲幅度已确定时，正负梯形激励脉冲的上升时间以及第一下降时间和第二下降时间分别与上升时间直流控制电压信号的电压值、下降时间直流控制电压信号的电压值存在着特定的数量关系，因此通过对上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值的精确控制及调节，就可以实现对输出的正负梯形激励脉冲的上升时间、第一下降时间和第二下降时间进行精确控制及调节。

本发明实施例一和实施例二提供的梯形激励脉冲发生装置，仅为本发明实施例的一个较佳的实现方案，实际应用中，还可以有多种具体实施方案，例如可以将梯形激励脉冲发生装置中各功能单元进一步集成，或者进行拆分，在不改变本发明实施例提供的梯形激励脉冲发生装置实现原理的前提下，本发明实施例对梯形激励脉冲发生装置的内部结构任何变形并不做限定。本发明实施例一和实施例二提供的梯形激励脉冲发生装置中的第一梯形波发生单元和第二梯形波发生单元的内部电路仅仅是梯形激励脉冲发生方法中的一种较佳的实现方式，实际应用中，还可以有多种其他电路的实现方式，本发明实施例对采用何种具体的电路并不做限定。

实施例三：

本发明实施例三提供了一种梯形激励脉冲发生方法，如图 10所示，包括以下步驟：控制电压信号电压值，并设正直流控制电压信号电压值为零；或者，根据所需输出的梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值确定出正直流控制电压信号电压值，并设负直流控制电压信号电压值为零；

当正直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉沖的上升时间参数值和负直流控制电压信号的电压值确定出上升时间直流控制电压信号电压值；根据所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值和负直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号电压值；或者

当负直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值和正直流控制电压信号的电压值确定出上升时间直流控制电压压信号的电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值；

步骤 102、根据确定出的负直流控制电压信号电压值、正直流控制电压信号电压值、上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号的电压值生成对应的直流控制电压信号；

步骤 103、使用方波或矩形波脉冲形式的脉冲宽度控制信号，将正直流控制电压信号和负直流控制电压信号调制成对应的方波脉冲；

调制的过程包括：当脉冲宽度控制信号为逻辑高电平时，输出方波脉冲幅度为正直流控制电压信号的电压值或负直流控制电压信号的电压值；当脉沖宽度控制信号为逻辑低电平时，输出方波脉沖幅度为零。

步骤 104、将上升时间直流控制电压信号、下降时间直流控制电压信号以及方波脉冲输入由双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，生成梯形激励脉冲并输出。其具体实现过程如下：

输入方波脉冲幅度为零时，反向积分器输出为零；

输入方波脉沖幅度由零跳变为负直流控制电压信号的电压值时，反向积分器输出电压值以恒定的速率从零增加至负直流控制电压信号电压值的对应正值，生成梯形激励脉冲的上升沿；

输入方波脉冲幅度由负直流控制电压信号的电压值跳变回零时，反向积分器输出的电压值以恒定的速率从负直流控制电压信号电压值的对应正值降低至零，生成梯形激励脉沖的下降沿；或者

当输入方波脉冲幅度由零跳变为正直流控制电压信号的电压值时，反向积分器输出的电压值以恒定的速率从零减少至正直流控制电压信号电压值的对应负值，生成梯形激励脉冲的下降沿；

输入方波脉冲幅度维持为正直流控制电压信号的电压值不变时，反向积分器的输出维持正直流控制电压信号电压值的对应负值不变；

输入方波脉冲幅度由正直流控制电压信号的电压值跳变回零时，反向积分器输出电压值以恒定的速率从正直流控制电压信号电压值的对应负值增加至零，生成梯形激励脉沖的上升沿。

为了满足喷墨打印头的电压需要，还可以将输出的梯形激励脉沖的脉沖幅度线性扩大至原有脉沖幅度的 M倍；提高梯形激励脉冲的脉沖幅度以驱动喷头喷出墨滴。

扩大后的梯形激励脉沖的脉沖幅度 FPA由下列公式得出：上式中， M为脉沖幅度线性扩大的倍数， M为大于 1的整数。经线性扩大后的梯形激励脉沖的上升时间计算公式如下：

C FPA.R, 公式（₂₆₎

r Mx(V_RT-0.7)

经线性扩大后的梯形激励脉冲的下降时间计算公式如下：

C FPA,R₃ 公式（₂₇₎

f Mx(V_RT -0.7)

从公式（26)和公式（27)可以看出，经线性扩大后的梯形激励脉沖的上升时间和下降时间与原有的梯形激励脉冲的上升时间和下降时间相比没有变化。

实施例四：

本发明实施例四提供一种正负梯形激励脉沖的发生方法，如图 11所示，包括以下步骤：

步骤 111、根据所需输出的正负梯形激励脉沖的正负脉沖幅度确定出正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号的电压值；

根据所需输出的正负梯形激励脉冲的第一下降时间参数值和正直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值；或者

根据所需输出的正负梯形激励脉冲的第二下降时间参数值和负直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值；

根据所需榆出的正负梯形激励脉冲的上升时间参数值、正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值，确定出上升时间直流控制电压信号的电压值；

步骤 112、才艮据确定出的负直流控制电压信号电压值、正直流控制电压信号的电压值、上升时间直流控制电压信号的电压值和下降时间直流控制电压信号的电压值生成对应的直流控制电压信号；

步骤 113、使用方波或矩形波脉冲形式的第一脉冲宽度控制信号和第二脉沖宽度控制信号，将正直流控制电压信号、负直流控制电压信号和零电压信号调制成正负方波脉冲；第一脉沖宽度控制信号的下降沿与第二脉冲宽度控制信号的上升沿重合；

调制的过程包括：当第一脉沖宽度控制信号为逻辑高电平时，输出正负方波脉沖的幅度值为正直流控制电压信号的电压值；

当第二脉冲宽度控制信号为 £辑高电平时，输出正负方波脉冲的幅度值为负直流控制电压信号的电压值；

当第一脉冲宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号均为逻辑低电平时，输出正负方波脉冲幅度为零。

步骤 114、将上升时间直流控制电压信号、下降时间直流控制电压信号和正负方波脉沖输入至由双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，生成正负梯形激励脉沖并输出。其具体实现过程如下：

输入正负方波脉冲幅度为零时，反向积分器输出为零；

输入正负方波脉冲幅度由零跳变为正直流控制电压信号的电压值时，反向积分器输出电压值以恒定的速率从零减少至正直流控制电压信号电压值的对应负值，生成正负梯形激励脉冲的第一下降沿；

输入正负方波脉冲幅度维持为正直流控制电压信号的电压值不变时，反向积分器的输出维持正直流控制电压信号电压值的对应负值不变；

输入方波脉冲幅度由正直流控制电压信号的电压值跳变至负直流控制电压信号的电压值时，反向积分器输出的电压值以恒定的速率从正直流控制电压信号电压值的对应负值增加至负直流控制电压信号电压值的对应正值，生成正负梯形激励脉冲的上升沿;

输入正负方波脉沖幅度维持为负直流控制电压信号的电压值不变时，反向积分器的输出维持负直流控制电压信号电压值的对应正值不变；

输入正负方波脉冲幅度从负直流控制电压信号的电压值跳变回零时 ,反向积分器输出电压值以恒定的速率从负直流控制电压信号电压值的对应正值减少至零，生成正负梯形激励脉冲的第二下降沿。本发明实施例提供的梯形激励脉沖发生方法，根据所需输出的梯形激励脉冲参数值确定出脉沖幅度的正直流控制电压信号电压值、负直流控制电压信号电压值、上升时间直流 ·ί空制电压信号和下降时间直流控制电压信号的电压值，并生成对应直流控制电压信号；将正直流控制电压信号和负直流控制电压信号调制成方波脉冲；并将上升时间直流控制电压信号和下降时间直流控制电压信号和方波脉冲输入反向积分器生成梯形激励脉沖。由于梯形激励脉沖的上升时间和下降时间分别与上升时间直流控制电压信号的电压值以及下降时间直流控制电压信号的电压值之间存在特定的数量关系，因此通过对上升直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值的精确控制及调节，就可以实现对输出的梯形激励脉冲对应的上升时间和下降时间进行精确控制及调节，使输出的梯形激励脉冲更加稳定和精确，避免了现有激励脉沖发生系统中因为负栽的变化造成输出梯形激励脉冲波形发生波动的问题，并且才艮据不同方波脉沖信号的输入，能够对应生成不同类型的梯形激励脉沖并输出。

另夕卜，本发明实施例提供的梯形激励脉冲发生装置能够实现对上升 /下降时间直流控制电压信号的数字调节，结构较简单，调节的精度较高，并可以实现多种类型梯形激励脉冲的输出，以满足不同类型喷墨打印头的要求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权利要求书

1、一种梯形激励脉冲发生装置，其特征在于，包括：第一单片机控制单元、正电压输出双通道数模转换单元、负电压输出双通道数模转换单元、第一模拟开关单元和第一梯形波发生单元，

所述第一单片机控制单元根据所需输出的梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值确定正、负直流控制电压信号电压值，以及根据所需输出的梯形激励脉沖的上升、下降时间参数值和所述正、负直流控制电压信号电压值分别确定出上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值，并产生方波或矩形波脉冲形式的脉沖宽度控制信号；

所述正电压输出双通道数模转换单元接收所述第一单片机控制单元输出的、与所述正直流控制电压信号电压值和所述下降时间直流控制电压信号电压值对应的数字信号，将接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的正直流控制电压信号和下降时间直流控制电压信号；

所述负电压输出双通道数模转换单元接收所述第一单片机控制单元输出的、与所述负直流控制电压信号电压值和所述上升时间直流控制电压信号电压值对应的数字信号，将接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的负直流控制电压信号和上升时间直流控制电压信号；

所述第一模拟开关单元根据来自所述第一单片机控制单元的脉冲宽度控制信号，将分别来自所述正、负电压输出双通道数模转换单元的正、负直流控制电压信号调制成对应的方波脉冲并输出至所述第一梯形波发生单元；以及所述第一梯形波发生单元 4艮据所述方波脉沖和分别来自所述正、负电压输出双通道数模转换单元的所述下降、上升时间直流控制电压信号生成梯形激励脉冲并输出。

2、如权利要求 1 所述的装置，其特征在于，所述第一单片机控制单元根据所需输出的梯形激励脉沖的脉冲幅度参数值确定出负直流控制电压信号电压值，并设正直流控制电压信号电压值为零；或者，根据所需输出的梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值确定出正直流控制电压信号电压值，并设负直流控制电压信号电压值为零。

3、如权利要求 2所述的装置，其特征在于，当正直流控制电压信号电压值为零时，所述第一单片机控制单元根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出所述上升时间直流控制电压信号电压值；或当负直流控制电压信号电压值为零时，所述第一单片机控制单元才艮据所需输出的梯形激励脉沖的上升时间参数值与正直流控制电压信号电压值确定出所述上升时间直流控制电压信号电压值；

4、如权利要求 2所述的装置，其特征在于，当正直流控制电压信号电压值为零时，所述第一单片机控制单元根据所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号电压值；或当负直流控制电压信号电压值为零时，所述第一单片机控制单元才艮据所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值与所述正直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号电压值；

5、如权利要求 1-4所述的装置，其特征在于，所述第一梯形波发生单元为双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，其内部电路包括：积分运算电路和差分放大电路；

所述积分运算电路，包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器和第一反馈电容；其中第一电阻与第二电阻串联，第一电阻与方波脉冲的第一输入端相连，第二电阻与梯形波输出端相连；且第一电阻与第二电阻电阻值相等；所述双差分放大电路，包括： PNP型第一三极管和第二三极管、 NPN型第三三极管和第四三极管以及第三电阻和第四电阻；所述第一三极管和第三三极管共基极输入端与所述第一电阻与第二电阻中间点相连；所述第一三极管和第二三极管共发射极且与第三电阻和上升时间直流控制电压信号的第三输入端相连；所述第三三极管和第四三极管共发射极且与第四电阻和下降时间直流控制电压信号的第二输入端相连；所述第二三极管和第四三极管的基极分别接地，所述第二三极管和第四三极管共集电极且与所述积分运算电路中运算放大器反向输入端相连。

6、如权利要求 5所述的装置，其特征在于，当所述正直流控制电压信号电压值为零时，所述第一单片机控制单元通过将所需输出的梯形激励脉沖的上升时间参数值、负直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出所述上升时间直流控制电压信号的电压值：

_{VRT =} C^ R, _{+ 0} . 以及通过将所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值、负直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出所述下降时间直流控制电压信号的电压值： τ/

当所述负直流控制电压信号电压值为零时，所述第一单片机控制单元通过将所述上升时间参数值和正直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出所述上升时间直流控制电压信号的电压值：

_{VRR =} ^ R_{4 + 0 7} . 以及通过将所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值、正直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出所述下降时间直流控制电压信号的电压值：

^Tf

上式中， v_RT为所述上升时间直流控制电压信号的电压值的对应正值； V_FT 为所述下降时间直流控制电压信号的电压值； T_r为上升时间参数值； T_f为下降时间参数值； C,为所述第一反馈电容的电容值； v_p_为负直流控制电压信号电压值的对应正值； V_p+为正直流控制电压信号电压值； R₃ 和 R4分别为所述第三电阻和第四电阻的电阻值。

7、如权利要求 5所述的装置，其特征在于，还包括：线性功率放大单元；所述线性功率放大单元，用于将输出的所述梯形激励脉冲的脉冲幅度线性扩大至原有脉沖幅度的 M倍； M为大于 1的整数。

8、如权利要求 1-4和 6中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：线性功率放大单元；

所述线性功率放大单元，用于将输出的所述梯形激励脉冲的脉冲幅度线性扩大至原有脉冲幅度的 M倍； M为大于 1的整数。

9、一种梯形激励脉冲发生装置，其特征在于，包括：第二单片机控制单元、正电压输出双通道数模转换单元、负电压输出双通道数模转换单元、第二模拟开关单元和第二梯形波发生单元；

根据确定出的所述负直流控制电压信号电压值和所述上升时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至所述负电压输出双通道数模转换单元；以及产生方波或矩形波脉沖形式的第一脉冲宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号并输入至所述第二模拟开关单元；

所述第二模拟开关单元，用于根据输入的所述第一脉沖宽度控制信号和二脉冲宽度控制信号将所述正直流控制电压信号、负直流控制电压信号和零电压信号调制成对应的正负方波脉冲并输出至所述第二梯形波发生单元；

所述第二梯形波发生单元，用于根据输入的所述下降时间直流控制电压信号、所述上升时间直流控制电压信号和所述正负方波脉沖生成正负梯形激励脉沖并输出。

10、如权利要求 9所述的装置，其特征在于，所述第二梯形波发生单元为双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，其内部电路包括：积分运算电路和双差分放大电路；

所述积分运算电路，包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器和第一反馈电容；其中第一电阻与第二电阻串联，第一电阻与方波脉冲的输入端相连，第二电阻与梯形波输出端相连；且第一电阻与第二电阻电阻值相等；

所述双差分放大电路，包括： PNP型第一三极管和第二三极管、 NPN型第三三极管和第四三极管以及第三电阻和第四电阻；所述第一三极管和第三三极管共基极输入端与所述第一电阻与第二电阻中间点相连；所述第一三极管和第二三极管共发射极且与第三电阻和上升时间直流控制电压信号的输入端相连；所述第三三极管和第四三极管共发射极且与第四电阻和下降时间直流控制电压信号的输入端相连；所述第二三极管和第四三极管的基极分别接地，所述第二三极管和第四三极管共集电极且与所述积分运算电路中运算放大器反向输入端相连。

11、如权利要求 10所述的装置，其特征在于，所述第二单片机控制单元通过将所述第一下降时间参数值、正直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出所述下降时间直流控制电压信号的电压值：

或将所述第二下降时间参数值、负直流控制电压信号电压值代入下列公式进行计算，确定出所述下降时间直流控制电压信号的电压值：

C, X V_D Ά

FT ，_{+ 7;}

所述第二单片机控制单元通过将所述上升时间参数值、正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号电压值代入下列公式计算，确定出所述上升时间直流控制电压信号的电压值：

C, x (V_p+ '+V_p_ ') R

Τ- =

V_RT '-0.7 ~~ 上式中， T 为所述正负梯形激励脉沖的第一下降时间； τ_β'为所述正负梯形激励脉沖的第二下降时间； V_RT'为所述上升时间直流控制电压的电压值的对应正值； v_FT'为所述下降时间直流控制电压的电压值； ν_ρ_'为负直流控制电压信号电压值的对应正值； V_p+'为正直流控制电压信号电压值；为所述第一反馈电容的电容值； R₃ 和 R4分别为所述第三电阻和第四电阻的电阻值。

12、如权利要求 9-11任一项所述的装置，其特征在于，还包括：线性功率双大

所述线性功率放大单元，用于将输出的所述正负梯形激励脉冲的脉冲幅度线性扩大至原有脉沖幅度的 M倍； M为大于 1的整数。

13、一种梯形激励脉冲发生方法，其特征在于，包括：

根据所需输出的梯形激励脉冲的脉沖幅度参数值确定出正、负直流控制电压信号电压值；以及根据所需输出的梯形激励脉冲的上升、下降时间参数值和所述正、负直流控制电压信号的电压值分别确定出上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值；

才艮据确定出的所述正、负直流控制电压信号电压值、上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值生成对应的直流控制电压信号；

使用方波或矩形波脉沖形式的脉沖宽度控制信号，将所述正直流控制电压信号和负直流控制电压信号调制成对应的方波脉沖；以及

将所述上升时间直流控制电压信号、所述下降时间直流控制电压信号以及所述方波脉沖输入由双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，生成梯形激励脉沖并愉出。

14、如权利要求 13所述的方法，其特征在于，所述根据所需输出的梯形激励脉冲的脉沖幅度参数值确定出正、负直流控制电压信号电压值的步骤进一步包括：

根据所需输出的梯形激励脉沖的脉冲幅度参数值确定出负直流控制电压信号电压值，并设正直流控制电压信号电压值为零；或者，根据所需输出的梯形激励脉沖的脉沖幅度参数值确定出正直流控制电压信号电压值 , 并设负直流控制电压信号电压值为零。

15、如权利要求 14所述的方法，其特征在于，所述根据所需输出的梯形激励脉冲的上升、下降时间参数值和所述正、负直流控制电压信号的电压值分别确定出上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值的步骤进一步包括：

当所述正直流控制电压信号电压值为零时，居所需输出的梯形激励脉沖的上升时间参数值和所述负直流控制电压信号的电压值确定出上升时间直流控制电压信号电压值；根据所需输出的梯形激励脉沖的下降时间参数值和所述负直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号电压值。

16、如权利要求 14所述的方法，其特征在于，所述根据所需输出的梯形激励脉冲的上升、下降时间参数值和所述正、负直流控制电压信号的电压值分别确定出上升时间直流控制电压信号电压值和下降时间直流控制电压信号电压值的步骤进一步包括：

当所述负直流控制电压信号电压值为零时，才艮据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值和所述正直流控制电压信号的电压值确定出上升时间直流控制电压信号电压值；根据所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值和所述正直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值。

17、如权利要求 13-16所述的方法，其特征在于，通过所述反向积分器生成梯形激励脉冲并输出，包括：

输入所述方波脉沖幅度为零时，所述反向积分器输出为零；

输入所述方波脉沖幅度由零跳变为所述负直流控制电压信号的电压值时，所述反向积分器输出电压值以恒定的速率从零增加至所述负直流控制电压信号电压值的对应正值，生成所述梯形激励脉沖的上升沿；

输入所述方波脉沖幅度维持为所述负直流控制电压信号的电压值不变时，所述反向积分器的输出维持所述负直流控制电压信号电压值的对应正值不变；输入所述方波脉冲幅度由所述负直流控制电压信号的电压值跳变回零时，所述反向积分器输出的电压值以恒定的速率从负直流控制电压信号电压值的对应正值降低至零，生成所述梯形激励脉冲的下降沿；或者

当输入所述方波脉冲幅度由零跳变为所述正直流控制电压信号的电压值时，所述反向积分器输出的电压值以恒定的速率从零减少至所述正直流控制电压信号电压值的对应负值，生成所述梯形激励脉沖的下降沿；

输入所述方波脉沖幅度维持为所述正直流控制电压信号的电压值不变时，所述反向积分器的输出维持所述正直流控制电压信号电压值的对应负值不变；输入所述方波脉沖幅度由所述正直流控制电压信号的电压值跳变回零时，所述反向积分器输出电压值以恒定的速率从正直流控制电压信号电压值的对应负值增加至零，生成所述梯形激励脉沖的上升沿。

18、如权利要求 13-16所述的方法，其特征在于，将所述脉冲幅度的正直流控制电压信号和负直流控制电压信号调制成对应的方波脉冲，包括：

当脉冲宽度控制信号为逻辑高电平时，输出所述方波脉冲幅度为正直流控制电压的电压值或负直流控制电压的电压值；

当脉冲宽度控制信号为逻辑低电平时，输出所述方波脉沖幅度为零。

19、如权利要求 13-18中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：将输出的所述梯形激励脉冲的脉沖幅度线性扩大至原有脉冲幅度的 M倍； M为大于 1的整数。

20、一种梯形激励脉冲发生方法，其特征在于，包括：

根据所需输出的正负梯形激励脉冲的正负脉冲幅度确定出正直流控制电压信号电压值和负直流控制电压信号的电压值；

根据所需输出的正负梯形激励脉冲的第一下降时间参数值和所述正直流控制电压信号电压值确定出下降时间直流控制电压信号的电压值；或者

根据所需输出的正负梯形激励脉冲的第二下降时间参数值和所述负直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号的电压值；

根据所需输出的正负梯形激励脉冲的上升时间参数值、所述正直流控制电压信号电压值和所述负直流控制电压信号电压值，确定出上升时间直流控制电压信号的电压值；

根据确定出的所述负直流控制电压信号电压值、正直流控制电压信号的电压值、上升时间直流控制电压信号的电压值和下降时间直流控制电压信号的电压值生成对应的直流控制电压信号；

使用方波或矩形波脉冲形式的第一脉沖宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号，将所述正直流控制电压信号、负直流控制电压信号和零电压信号调制成正负方波脉冲；所述第一脉冲宽度控制信号的下降沿与所述第二脉沖宽度控制信号的上升沿重合；

将所述上升时间直流控制电压信号、所述下降时间直流控制电压信号和所述正负方波脉沖输入至由双差分放大电路构成反馈回路的反向积分器，生成正负梯形激励脉沖并输出。

21、如权利要求 20所述的方法，其特征在于，所述将所述脉沖幅度的正直流控制电压信号、负直流控制电压信号和零电压信号调制成正负方波脉冲，包括：

当所述第一脉沖宽度控制信号为逻辑高电平时，输出所述正负方波脉冲的幅度值为所述正直流控制电压信号的电压值；

当所述第二脉沖宽度控制信号为逻辑高电平时，输出所述正负方波脉沖的幅度值为所述负直流控制电压信号的电压值；

当所述第一脉沖宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号均为逻辑低电平时，输出所述正负方波脉沖幅度为零。

22、如权利要求 20所述的方法，其特征在于，通过所述反向积分器生成正负梯形激励脉沖并输出，包括：

输入所述正负方波脉冲幅度为零时，所述反向积分器输出为零；输入所述正负方波脉冲幅度由零跳变为所述正直流控制电压的电压值时，所述反向积分器输出电压值以恒定的速率从零减少至所述正直流控制电压信号电压值的对应负值，生成所述正负梯形激励脉沖的第一下降沿；

输入所述正负方波脉冲幅度维持为所述正直流控制电压信号的电压值不变时，所述反向积分器的输出维持所述正直流控制电压信号电压值的对应负值不变；

输入所述方波脉沖幅度由所述正直流控制电压信号的电压值跳变至所述负直流控制电压信号的电压值时，所述反向积分器输出的电压值以恒定的速率从所述正直流控制电压信号电压值的对应负值增加至所述负直流控制电压信号电压值的对应正值，生成所述正负梯形激励脉冲的上升沿；

输入所述正负方波脉冲幅度维持为所述负直流控制电压信号的电压值不变时，所述反向积分器的输出维持所述负直流控制电压信号电压值的对应正值不变；

输入所述正负方波脉冲幅度从所述负直流控制电压信号的电压值跳变回零时，所述反向积分器输出电压值以恒定的速率从所述负直流控制电压信号电压值的对应正值减少至零，生成所述正负梯形激励脉冲的第二下降沿。