本發(fā)明屬于電子技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種數(shù)字式半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器。

背景技術(shù)：

脈沖驅(qū)動式半導(dǎo)體激光器在激光雷達、激光測距、光纖通信、3D圖像處理等很多領(lǐng)域內(nèi)都有重要的應(yīng)用。其性能直接影響它在實際應(yīng)用效果，例如：在脈沖式半導(dǎo)體激光測距機和激光雷達中，脈沖激光的上升時間和測量精度密切相關(guān)，上升時間越短，越有利于提高測量精度；脈沖激光的峰值功率和測量距離密切相關(guān)，峰值功率越大，越有利于增加測量距離。而脈沖式半導(dǎo)體激光器的性能主要取決于為其提供驅(qū)動信號的脈沖驅(qū)動器，因此需要對脈沖驅(qū)動器進行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。

目前，常用的半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器通常采用模擬式設(shè)計，與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)是本課題組于2013年獲得授權(quán)的發(fā)明專利“大功率半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動電源”，專利號為ZL201210120267.5，該文獻中，給出了一種半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動電源的設(shè)計方案，使該驅(qū)動電源能在輸出較大脈沖峰值電流的同時保持較短的輸出脈寬和脈沖電流上升時間。

但專利ZL201210120267.5所公開的技術(shù)完全是基于模擬電路實現(xiàn)的，這種電路存在諸多缺點：首先，功能比較單一，只能單機工作，無法利用微機進行多機遠程控制，而且一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在不足需要升級換代時，只能重新設(shè)計及制作硬件電路，使得系統(tǒng)的可擴展及靈活性受到極大的限制；其次，由模擬電路搭建成的脈沖觸發(fā)電路其重復(fù)頻率易受溫度等環(huán)境因素的影響，從而影響驅(qū)動電源的頻率穩(wěn)定性；再次，專利ZL201210120267.5中所使用的高速開關(guān)電路還可通過優(yōu)化設(shè)計，進一步降低大脈沖峰值電流下的輸出脈寬和脈沖電流上升時間，改善輸出電流脈沖的形狀。因此，目前已公開的半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器技術(shù)還需要進一步完善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種數(shù)字式半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決：

一種數(shù)字式半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器，結(jié)構(gòu)有脈沖顯示模塊5、開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8和前面板9，其特征在于，結(jié)構(gòu)還有單片機模塊1、高壓儲能模塊2、脈寬調(diào)節(jié)模塊3、脈沖驅(qū)動模塊4、指示燈驅(qū)動模塊6和按鍵輸入模塊7；

所述的單片機模塊1的結(jié)構(gòu)為，單片機U1的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口X1和端口X2之間接晶振Y1，端口X1和端口X2還分別通過電容C1和電容C2接數(shù)字地，排阻Rp的公共端1腳接+5V電源，其余引腳分別接單片機U1的端口P00～端口P07，電平轉(zhuǎn)換芯片U2的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口VDD通過電容C3接+5V電源，端口VEE通過電容C4接數(shù)字地，端口C2+和端口C2-之間接電容C5，端口C1+和端口C1-之間接電容C6，端口T1IN和端口R1OUT分別接單片機U1的端口TXD和端口RXD，端口R1IN和端口T1OUT分別接D形接口J2的3腳和2腳，D形接口J2的5腳接數(shù)字地，所述的單片機U1的型號是STC89C51，電平轉(zhuǎn)換芯片U2的型號是MAX232，D形接口J2是一個9針D形接口；

所述的開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8的結(jié)構(gòu)為，555定時器U12的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口RST接+5V電源，端口DISC通過電阻R28接+5V電源，端口DISC通過電阻R29接端口THR和端口TRIG，端口TRIG通過電容C24接數(shù)字地，端口CVOLT通過電容C25接數(shù)字地，端口OUT作為開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8的輸出端記為端口SW_Pulse，所述的555定時器U12的型號是TLC555；

所述的高壓儲能模塊2的結(jié)構(gòu)為，二輸入與非門U3A的一個輸入端接開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8的端口SW_Pulse和二輸入與非門U3C的一個輸入端，二輸入與非門U3A的另一個輸入端接二輸入與非門U3B的輸出端和N溝道場效應(yīng)管Q1的柵極，二輸入與非門U3A的輸出端接二輸入與非門U3B的一個輸入端，二輸入與非門U3B的另一個輸入端接二輸入與非門U3C的輸出端，二輸入與非門U3C的另一個輸入端接運放U4A的輸出端，運放U4A的8腳和4腳分別接+5V電源和數(shù)字地，同相輸入端經(jīng)電阻R1接+5V電源并接穩(wěn)壓二極管D2的負極，穩(wěn)壓二極管D2的正極接數(shù)字地，運放U4A的反相輸入端通過電阻R2接模擬地并通過電阻R3接數(shù)字電位器U5的端口W，數(shù)字電位器U5的端口VDD和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口ADDR和端口VSS分別接+5V電源和數(shù)字地，端口EXT_CAP通過電容C7接數(shù)字地，端口SCL通過電阻R6接單片機U1的端口P20，端口SDA通過電阻R5接單片機U1的端口P21，端口通過電阻R4接+5V電源，端口A接N溝道場效應(yīng)管Q1的漏極、肖特基二極管D1的正極并通過電感L1接+12V電源，N溝道場效應(yīng)管Q1的源極接模擬地，肖特基二極管D1的負極作為高壓儲能模塊2的輸出端記為端口H_Vdc并通過相互并聯(lián)的電容C8、C9、C10、C11和C12接模擬地，所述的數(shù)字電位器U5的型號是AD5272BRMZ-100；

所述的按鍵輸入模塊7的結(jié)構(gòu)為，反相施密特觸發(fā)器U11B的輸入端通過電阻R21接插座J4的1腳、通過電阻R20接+5V電源并通過電容C20接數(shù)字地，輸出端接單片機U1的端口P16，反相施密特觸發(fā)器U11C的輸入端通過電阻R23接插座J4的2腳、通過電阻R22接+5V電源并通過電容C21接數(shù)字地，輸出端作為按鍵輸入模塊7的一個輸出端記為端口Enable，反相施密特觸發(fā)器U11D的輸入端通過電阻R25接插座J4的3腳、通過電阻R24接+5V電源并通過電容C22接數(shù)字地，輸出端接單片機U1的端口INT0，反相施密特觸發(fā)器U11E的輸入端通過電阻R27接插座J4的4腳、通過電阻R26接+5V電源并通過電容C23接數(shù)字地，輸出端接單片機U1的端口INT1；

所述的脈寬調(diào)節(jié)模塊3的結(jié)構(gòu)為，三輸入與非門U6的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口A1和端口A2接單片機U1的端口P24，端口B1接數(shù)字電位器U7的端口A并通過電容C13接數(shù)字地，端口B2和端口C2接+5V電源，端口Y2接電位器W1的一個固定端，電位器W1的抽頭端接數(shù)字電位器U7的端口W，三輸入與非門U6的端口C1接按鍵輸入模塊7的端口Enable，端口Y1接端口C3，端口B3和端口A3接+5V電源，端口Y3作為脈寬調(diào)節(jié)模塊3的輸出端記為端口Pulse_LC，數(shù)字電位器U7的端口VDD和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口ADDR和端口VSS分別接+5V電源和數(shù)字地，端口EXT_CAP通過電容C14接數(shù)字地，端口SCL通過電阻R9接單片機U1的端口P22，端口SDA通過電阻R8接單片機U1的端口P23，端口通過電阻R7接+5V電源，所述的三輸入與非門U6的型號是74S10，數(shù)字電位器U7的型號是AD5272BRMZ-50；

所述的脈沖驅(qū)動模塊4的結(jié)構(gòu)為，電位器W2的抽頭端接脈寬調(diào)節(jié)模塊3的端口Pulse_LC，電位器W2的一個固定端通過電容C17接模擬地并接MOSFET驅(qū)動芯片U8的端口IN A和端口IN B，MOSFET驅(qū)動芯片U8的端口VCC和端口GND分別接+12V電源和模擬地，端口EN A和EN B接+12V電源并通過相互并聯(lián)的電容C15和電容C16接模擬地，端口OUT A和端口OUT B接二極管D3的正極并接PNP三極管Q2的基極，PNP三極管Q2的集電極接模擬地，二極管D3的負極接二極管D4的正極，二極管D4的負極接PNP三極管Q2的射極并接電阻R10和電容C18的一端，電阻R10和電容C18的另一端接在一起后接高速MOSFET芯片U9的端口G并通過電阻R11接模擬地，高速MOSFET芯片U9的1腳、3腳、4腳和6腳接模擬地，端口D接插座J1的2腳，插座J1的1腳接高壓儲能模塊2的端口H_Vdc，所述的MOSFET驅(qū)動芯片U8的型號是IXDD404，高速MOSFET芯片U9的型號是DE275-201N25A；

所述的脈沖顯示模塊5的結(jié)構(gòu)為，顯示屏U10的端口D0～端口D7分別接單片機U1的端口P00～端口P07，端口EN、端口W/R和端口RS分別接單片機U1的端口P26、端口和端口端口VL和端口BL-接數(shù)字地，端口BL+接電位器W3的抽頭端，端口VDD接+5V電源并通過電容C19接數(shù)字地，端口VSS接數(shù)字地，電位器W3的一個固定端接+5V電源，所述的顯示屏U10的型號為LCD1602；

所述的指示燈驅(qū)動模塊6的結(jié)構(gòu)為，N溝道場效應(yīng)管Q3的柵極通過電阻R13接單片機U1的端口P10，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R12接插座J3的1腳，N溝道場效應(yīng)管Q4的柵極通過電阻R15接單片機U1的端口P11，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R14接插座J3的2腳，N溝道場效應(yīng)管Q5的柵極通過電阻R17接單片機U1的端口P12，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R16接插座J3的3腳，N溝道場效應(yīng)管Q6的柵極通過電阻R19接按鍵輸入模塊7的端口Enable，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R18接插座J3的4腳；

所述的前面板9的結(jié)構(gòu)有，顯示屏901、參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕902、電源開關(guān)903、輸出控制開關(guān)904、電流輸出指示燈905、電流輸出端口906、脈沖幅度指示燈907、脈沖寬度指示燈908、重復(fù)頻率指示燈909和脈沖參數(shù)選擇按鈕910，其中，顯示屏901是脈沖顯示模塊5中所述的顯示屏U10，型號為LCD1602，參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕902是一個旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器的1腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的3腳，旋轉(zhuǎn)編碼器的2腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的4腳，旋轉(zhuǎn)編碼器的3腳公共端接數(shù)字地，電源開關(guān)903是整個裝置是否通電的總開關(guān)，輸出控制開關(guān)904是一個鑰匙開關(guān)，鑰匙開關(guān)的一個引腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的2腳，另一個引腳接數(shù)字地，電流輸出指示燈905、脈沖幅度指示燈907、脈沖寬度指示燈908和重復(fù)頻率指示燈909是4個發(fā)光二極管，其正極均接+5V電源，負極分別接指示燈驅(qū)動模塊6中插座J3的4腳、1腳、2腳和3腳，電流輸出端口906是一個SMA母頭，其正極接脈沖驅(qū)動模塊4中插座J1的1腳，負極接脈沖驅(qū)動模塊4中插座J1的2腳，脈沖參數(shù)選擇按鈕910的一個引腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的1腳，另一個引腳接數(shù)字地。

本發(fā)明的一種數(shù)字式半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器中，各元件優(yōu)選參數(shù)為：晶振Y1為12MHz，電容C24為1.2nF，電容C3～電容C6、電容C15、電容C19均為100nF，電容C10為100nF/150V滌綸電容，電容C18為100pF，電容C25為10nF，電容C11為10nF/150V滌綸電容，電容C13、電容C17均為10pF，電容C16為10uF，電容C7、電容C14均為1uF，電容C1、電容C2均為30pF，電容C8、電容C9均為4.7uF/150V滌綸電容，電容C12為4.7nF/150V滌綸電容，電容C20～電容C23均為330nF，肖特基二極管D1的型號為SB5200，穩(wěn)壓二極管D2的穩(wěn)壓電壓為2.5V，二極管D3、二極管D4的型號均為1N4148，電感L1為560uH，N溝道場效應(yīng)管Q1為IRF530，PNP三極管Q2為S9012，N溝道場效應(yīng)管Q3～N溝道場效應(yīng)管Q6的型號均為2SK1482，電阻R11、電阻R13、電阻R15、電阻R17、電阻R19、電阻R20、電阻R22、電阻R24、電阻R26均為10kΩ，電阻R3為15kΩ精密電阻，電阻R4、電阻R7、電阻R21、電阻R23、電阻R25、電阻R27均為1kΩ，電阻R28為24kΩ，電阻R2為3.3kΩ精密電阻，電阻R12、電阻R14、電阻R16、電阻R18均為300Ω，電阻R10為400Ω，電阻R1、電阻R5、電阻R6、電阻R8、電阻R9、電阻R29均為5.1kΩ，排阻Rp中所有電阻的阻值均為10kΩ，電位器W1為10kΩ，電位器W2為1kΩ，電位器W3為200kΩ，二輸入與非門U3A～二輸入與非門U3C是一個型號為CD4011的集成二輸入與非門的3個工作單元，運放U4A是一個型號為TLC2252的集成運放的1個工作單元，反相施密特觸發(fā)器U11B～反相施密特觸發(fā)器U11E是一個型號為SN7414的集成反相施密特觸發(fā)器的4個工作單元。

有益效果：

1、本發(fā)明利用單片機進行控制，功能更靈活，功能更豐富，升級換代更方便。

2、本發(fā)明具有程控模塊，可方便與微機相連，以實現(xiàn)微機程控。

3、本發(fā)明能在輸出較大脈沖峰值電流的同時，提供更短的輸出脈寬和脈沖電流上升時間以及更好的脈沖形狀。

4、本發(fā)明設(shè)有上電沖擊保護功能，可有效防止開機瞬時電流對激光器的沖擊，從而減小上電沖擊對半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器性能和使用壽命的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種數(shù)字式半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動器的系統(tǒng)整體原理框圖。

圖2是單片機模塊1的原理電路圖。

圖3是高壓儲能模塊2的原理電路圖。

圖4是脈寬調(diào)節(jié)模塊3的原理電路圖。

圖5是脈沖驅(qū)動模塊4的原理電路圖。

圖6是脈沖顯示模塊5的原理電路圖。

圖7是指示燈驅(qū)動模塊6的原理電路圖。

圖8是按鍵輸入模塊7的原理電路圖。

圖9是開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8的原理電路圖。

圖10是前面板9的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明各部分電路的具體結(jié)構(gòu)和工作原理。附圖中所標參數(shù)為各實施例的優(yōu)選電路參數(shù)。

實施例1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

如圖1所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有單片機模塊1、高壓儲能模塊2、脈寬調(diào)節(jié)模塊3、脈沖驅(qū)動模塊4、脈沖顯示模塊5、指示燈驅(qū)動模塊6、按鍵輸入模塊7、開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8和前面板9。

實施例2單片機模塊

如圖2所示，所述的單片機模塊1的結(jié)構(gòu)為，單片機U1的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口X1和端口X2之間接晶振Y1，端口X1和端口X2還分別通過電容C1和電容C2接數(shù)字地，排阻Rp的公共端1腳接+5V電源，其余引腳分別接單片機U1的端口P00～端口P07，電平轉(zhuǎn)換芯片U2的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口VDD通過電容C3接+5V電源，端口VEE通過電容C4接數(shù)字地，端口C2+和端口C2-之間接電容C5，端口C1+和端口C1-之間接電容C6，端口T1IN和端口R1OUT分別接單片機U1的端口TXD和端口RXD，端口R1IN和端口T1OUT分別接D形接口J2的3腳和2腳，D形接口J2的5腳接數(shù)字地，所述的單片機U1的型號是STC89C51，電平轉(zhuǎn)換芯片U2的型號是MAX232，D形接口J2是一個9針D形接口；

單片機模塊1負責整個系統(tǒng)的控制工作，包括接收按鍵輸入狀態(tài)、控制前面板上指示燈狀態(tài)、顯示當前輸出脈沖參數(shù)、調(diào)節(jié)當前輸出脈沖參數(shù)以及控制單片機與微機之間的數(shù)據(jù)通信的功能。

實施例3開關(guān)信號產(chǎn)生模塊

如圖9所示，所述的開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8的結(jié)構(gòu)為，555定時器U12的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口RST接+5V電源，端口DISC通過電阻R28接+5V電源，端口DISC通過電阻R29接端口THR和端口TRIG，端口TRIG通過電容C24接數(shù)字地，端口CVOLT通過電容C25接數(shù)字地，端口OUT作為開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8的輸出端記為端口SW_Pulse，所述的555定時器U12的型號是TLC555；

開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8用來產(chǎn)生頻率為35.37kHz，占空比為85.1％的方波，為高壓儲能模塊2提供開關(guān)信號。

實施例4高壓儲能模塊

如圖3所示，所述的高壓儲能模塊2的結(jié)構(gòu)為，二輸入與非門U3A的一個輸入端接開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8的端口SW_Pulse和二輸入與非門U3C的一個輸入端，二輸入與非門U3A的另一個輸入端接二輸入與非門U3B的輸出端和N溝道場效應(yīng)管Q1的柵極，二輸入與非門U3A的輸出端接二輸入與非門U3B的一個輸入端，二輸入與非門U3B的另一個輸入端接二輸入與非門U3C的輸出端，二輸入與非門U3C的另一個輸入端接運放U4A的輸出端，運放U4A的8腳和4腳分別接+5V電源和數(shù)字地，同相輸入端經(jīng)電阻R1接+5V電源并接穩(wěn)壓二極管D2的負極，穩(wěn)壓二極管D2的正極接數(shù)字地，運放U4A的反相輸入端通過電阻R2接模擬地并通過電阻R3接數(shù)字電位器U5的端口W，數(shù)字電位器U5的端口VDD和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口ADDR和端口VSS分別接+5V電源和數(shù)字地，端口EXT_CAP通過電容C7接數(shù)字地，端口SCL通過電阻R6接單片機U1的端口P20，端口SDA通過電阻R5接單片機U1的端口P21，端口通過電阻R4接+5V電源，端口A接N溝道場效應(yīng)管Q1的漏極、肖特基二極管D1的正極并通過電感L1接+12V電源，N溝道場效應(yīng)管Q1的源極接模擬地，肖特基二極管D1的負極作為高壓儲能模塊2的輸出端記為端口H_Vdc并通過相互并聯(lián)的電容C8、C9、C10、C11和C12接模擬地，所述的數(shù)字電位器U5的型號是AD5272BRMZ-100；

高壓儲能模塊2根據(jù)開關(guān)信號產(chǎn)生模塊8輸入的開關(guān)信號控制N溝道場效應(yīng)管Q1的導(dǎo)通和關(guān)斷，當Q1導(dǎo)通時開始在電感L1上儲存能量，當Q1關(guān)斷時電感L1中儲存的能量傳入電容C8～電容C12中，如此往復(fù)，電容中的能量越來越大，端口H_Vdc上的電壓就越來越高，為了將端口H_Vdc上的電壓限制在一固定的值，引入了一個反饋，將該電壓經(jīng)數(shù)字電位器U5+電阻R3和電阻R2分壓后，與一標準2.5V電壓相比較，當分壓后的電壓小于2.5V時Q1處于開關(guān)工作狀態(tài)，使端口H_Vdc上的電壓不斷增加，一旦分壓后的電壓大于2.5V，Q1將一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使端口H_Vdc上的電壓不再上升，最終端口H_Vdc輸出的電壓值為：

由上式可知，端口H_Vdc上的輸出電壓取決于數(shù)字電位器U5的阻值，因此可以通過單片機U1控制數(shù)字電位器U5的阻值大小來調(diào)節(jié)高壓儲能模塊2的輸出電壓，另外由于端口H_Vdc上的電壓在開機后是逐漸增加的，因此輸出脈沖的峰值電流會從0平緩上升到設(shè)定值，從而實現(xiàn)上電沖擊保護功能。

實施例5按鍵輸入模塊

如圖8所示，所述的按鍵輸入模塊7的結(jié)構(gòu)為，反相施密特觸發(fā)器U11B的輸入端通過電阻R21接插座J4的1腳、通過電阻R20接+5V電源并通過電容C20接數(shù)字地，輸出端接單片機U1的端口P16，反相施密特觸發(fā)器U11C的輸入端通過電阻R23接插座J4的2腳、通過電阻R22接+5V電源并通過電容C21接數(shù)字地，輸出端作為按鍵輸入模塊7的一個輸出端記為端口Enable，反相施密特觸發(fā)器U11D的輸入端通過電阻R25接插座J4的3腳、通過電阻R24接+5V電源并通過電容C22接數(shù)字地，輸出端接單片機U1的端口INT0，反相施密特觸發(fā)器U11E的輸入端通過電阻R27接插座J4的4腳、通過電阻R26接+5V電源并通過電容C23接數(shù)字地，輸出端接單片機U1的端口INT1；

按鍵輸入模塊7通過插座J4分別與前面板9上的脈沖參數(shù)選擇按鈕910、輸出控制開關(guān)904和參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕902相連，將相應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為高低電平輸出到端口Enable、單片機U1的端口P16、端口INT0和端口INT1。

實施例6脈寬調(diào)節(jié)模塊

如圖4所示，所述的脈寬調(diào)節(jié)模塊3的結(jié)構(gòu)為，三輸入與非門U6的端口VCC和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口A1和端口A2接單片機U1的端口P24，端口B1接數(shù)字電位器U7的端口A并通過電容C13接數(shù)字地，端口B2和端口C2接+5V電源，端口Y2接電位器W1的一個固定端，電位器W1的抽頭端接數(shù)字電位器U7的端口W，三輸入與非門U6的端口C1接按鍵輸入模塊7的端口Enable，端口Y1接端口C3，端口B3和端口A3接+5V電源，端口Y3作為脈寬調(diào)節(jié)模塊3的輸出端記為端口Pulse_LC，數(shù)字電位器U7的端口VDD和端口GND分別接+5V電源和數(shù)字地，端口ADDR和端口VSS分別接+5V電源和數(shù)字地，端口EXT_CAP通過電容C14接數(shù)字地，端口SCL通過電阻R9接單片機U1的端口P22，端口SDA通過電阻R8接單片機U1的端口P23，端口通過電阻R7接+5V電源，所述的三輸入與非門U6的型號是74S10，數(shù)字電位器U7的型號是AD5272BRMZ-50；

脈寬調(diào)節(jié)模塊3的作用是將單片機U1的端口P24輸出的一定頻率的標準方波調(diào)整為相同頻率、脈寬可調(diào)的信號，并將該信號在端口Pulse_LC上輸出，可以通過單片機U1控制數(shù)字電位器U7的阻值大小來調(diào)節(jié)該模塊輸出脈沖信號的脈寬；從端口Enable輸入的使能信號控制脈寬調(diào)節(jié)模塊3是否輸出脈沖，使能信號為高電平時允許模塊正常輸出脈沖，使能信號為低電平時脈寬調(diào)節(jié)模塊3的輸出恒為低電平。

實施例7脈沖驅(qū)動模塊

如圖5所示，所述的脈沖驅(qū)動模塊4的結(jié)構(gòu)為，電位器W2的抽頭端接脈寬調(diào)節(jié)模塊3的端口Pulse_LC，電位器W2的一個固定端通過電容C17接模擬地并接MOSFET驅(qū)動芯片U8的端口IN A和端口IN B，MOSFET驅(qū)動芯片U8的端口VCC和端口GND分別接+12V電源和模擬地，端口EN A和EN B接+12V電源并通過相互并聯(lián)的電容C15和電容C16接模擬地，端口OUT A和端口OUT B接二極管D3的正極并接PNP三極管Q2的基極，PNP三極管Q2的集電極接模擬地，二極管D3的負極接二極管D4的正極，二極管D4的負極接PNP三極管Q2的射極并接電阻R10和電容C18的一端，電阻R10和電容C18的另一端接在一起后接高速MOSFET芯片U9的端口G并通過電阻R11接模擬地，高速MOSFET芯片U9的1腳、3腳、4腳和6腳接模擬地，端口D接插座J1的2腳，插座J1的1腳接高壓儲能模塊2的端口H_Vdc，所述的MOSFET驅(qū)動芯片U8的型號是IXDD404，高速MOSFET芯片U9的型號是DE275-201N25A；

脈沖驅(qū)動模塊4的作用是將端口Pulse_LC輸入的電壓脈沖信號盡可能保持形狀不變地轉(zhuǎn)化為電流脈沖信號，該脈沖電流信號的峰值由端口H_Vdc的電壓大小決定，該電流脈沖信號經(jīng)插座J1連接前面板9上的電流輸出端口906。

實施例8脈沖顯示模塊

如圖6所示，所述的脈沖顯示模塊5的結(jié)構(gòu)為，顯示屏U10的端口D0～端口D7分別接單片機U1的端口P00～端口P07，端口EN、端口W/R和端口RS分別接單片機U1的端口P26、端口和端口端口VL和端口BL-接數(shù)字地，端口BL+接電位器W3的抽頭端，端口VDD接+5V電源并通過電容C19接數(shù)字地，端口VSS接數(shù)字地，電位器W3的一個固定端接+5V電源，所述的顯示屏U10的型號為LCD1602；

顯示屏U10位于前面板9上，是一個16*2的集成液晶顯示屏，由單片機U1控制，用于顯示系統(tǒng)工作參數(shù)。

實施例9指示燈驅(qū)動模塊

如圖7所示，所述的指示燈驅(qū)動模塊6的結(jié)構(gòu)為，N溝道場效應(yīng)管Q3的柵極通過電阻R13接單片機U1的端口P10，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R12接插座J3的1腳，N溝道場效應(yīng)管Q4的柵極通過電阻R15接單片機U1的端口P11，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R14接插座J3的2腳，N溝道場效應(yīng)管Q5的柵極通過電阻R17接單片機U1的端口P12，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R16接插座J3的3腳，N溝道場效應(yīng)管Q6的柵極通過電阻R19接按鍵輸入模塊7的端口Enable，源極接數(shù)字地，漏極通過電阻R18接插座J3的4腳；

指示燈驅(qū)動模塊6的作用為根據(jù)端口Enable和單片機的端口P10、端口P11、端口P12的邏輯狀態(tài)分別驅(qū)動前面板9上的電流輸出指示燈905、脈沖幅度指示燈907、脈沖寬度指示燈908和重復(fù)頻率指示燈909的亮滅。

實施例10前面板

如圖10所示，所述的前面板9的結(jié)構(gòu)有，顯示屏901、參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕902、電源開關(guān)903、輸出控制開關(guān)904、電流輸出指示燈905、電流輸出端口906、脈沖幅度指示燈907、脈沖寬度指示燈908、重復(fù)頻率指示燈909和脈沖參數(shù)選擇按鈕910，其中，顯示屏901是脈沖顯示模塊5中所述的顯示屏U10，型號為LCD1602，參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕902是一個旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器的1腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的3腳，旋轉(zhuǎn)編碼器的2腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的4腳，旋轉(zhuǎn)編碼器的3腳公共端接數(shù)字地，電源開關(guān)903是整個裝置是否通電的總開關(guān)，輸出控制開關(guān)904是一個鑰匙開關(guān)，鑰匙開關(guān)的一個引腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的2腳，另一個引腳接數(shù)字地，電流輸出指示燈905、脈沖幅度指示燈907、脈沖寬度指示燈908和重復(fù)頻率指示燈909是4個發(fā)光二極管，其正極均接+5V電源，負極分別接指示燈驅(qū)動模塊6中插座J3的4腳、1腳、2腳和3腳，電流輸出端口906是一個SMA母頭，其正極接脈沖驅(qū)動模塊4中插座J1的1腳，負極接脈沖驅(qū)動模塊4中插座J1的2腳，脈沖參數(shù)選擇按鈕910的一個引腳接按鍵輸入模塊7中插座J4的1腳，另一個引腳接數(shù)字地。

實施例11本發(fā)明的工作過程

參考附圖1～附圖10，本發(fā)明的工作過程如下：通過脈沖參數(shù)選擇按鈕910選擇要調(diào)節(jié)的輸出脈沖參數(shù)并由顯示屏901以每秒30幀的速度進行顯示，由參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕902設(shè)置各參數(shù)值并通過按鍵輸入模塊7，將開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成高低電平信號送入單片機模塊1；單片機U1根據(jù)設(shè)置的脈沖幅度調(diào)節(jié)高壓儲能模塊2中的數(shù)字電位器U5，從而改變端口H_Vdc的電壓大小，該電壓決定了最終輸出電流脈沖的幅度；單片機U1根據(jù)設(shè)置的脈沖寬度調(diào)節(jié)脈寬調(diào)節(jié)模塊3中的數(shù)字電位器U7，從而改變端口Pulse_LC輸出脈沖的脈寬，該脈寬決定了最終輸出電流脈沖的脈寬，采用阻抗匹配技術(shù)的脈沖驅(qū)動模塊4保證了從端口Pulse_LC的電壓脈沖信號變換到最終在前面板9的電流輸出端口906上輸出的電流脈沖信號的過程中脈沖形狀的質(zhì)量；單片機U1根據(jù)設(shè)置的重復(fù)頻率調(diào)節(jié)其端口P24輸出標準方波的頻率，該頻率決定了最終輸出電流脈沖的重復(fù)頻率；在按動脈沖參數(shù)選擇按鈕910調(diào)節(jié)脈沖幅度、脈沖寬度和重復(fù)頻率時，單片機U1會根據(jù)當前調(diào)節(jié)的參數(shù)，通過其端口P10、端口P11和端口P12控制指示燈驅(qū)動模塊6的輸出，使前面板9上的脈沖幅度指示燈907、脈沖寬度指示燈908和重復(fù)頻率指示燈909按需要亮滅，以提示用戶當前正在調(diào)節(jié)哪個參數(shù)；輸出控制開關(guān)904決定是否在電流輸出端口906上輸出電流脈沖，該開關(guān)狀態(tài)通過按鍵輸入模塊7轉(zhuǎn)換為端口Enable上的高低電平，該高低電平控制脈寬調(diào)節(jié)模塊3的端口Pulse_LC是否輸出電壓脈沖信號，即在電流輸出端口906上是否輸出電流脈沖，另外端口Enable還通過指示燈驅(qū)動模塊6控制電流輸出指示燈905的亮滅，以提示用戶當前是否輸出電流脈沖。