專利名稱：一種用于信號發(fā)生器的過載保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型關于信號發(fā)生器技術，特別關于DDS信號發(fā)生器技術，具體的 講是一種用于信號發(fā)生器的過載保護裝置。
背景技術：
信號發(fā)生器被廣泛應用在科研、教學、工程等領域，用以產生各種信號波
形。其中，直接數(shù)字合成(DDS)信號發(fā)生器使用直接數(shù)字合成信號生成方法， 可以非常容易地創(chuàng)建或復制各種復雜的波形。
圖1是現(xiàn)有DDS信號發(fā)生器的電路結構框圖，信號發(fā)生器包括輸入單元 101，用于輸入波形幅度信息；存儲單元102，用于存儲波形數(shù)據(jù)；控制處理單 元103，用于根據(jù)輸入單元101輸入的波形幅度信息分別生成控制輸出衰減單元 的衰減系數(shù)和控制輸出放大單元106的增益系數(shù)并將波形數(shù)據(jù)傳輸給波形生成 單元104;波形生成單元104，將波形數(shù)據(jù)進行D/A轉換、濾波后輸出相應的波 形；輸出衰減單元106，根據(jù)衰減系數(shù)對輸出波形的電平進行衰減；輸出放大單 元106，用于根據(jù)增益系數(shù)將輸出衰減單元106衰減后的輸出波形的電平進行放 大，輸出控制單元107,輸出輸出放大單元106放大后的波形，顯示單元108, 用于顯示數(shù)據(jù)控制單元107輸出的波形。
由于DDS信號發(fā)生器的輸出控制單元107輸出的波形的電壓可以高達幾十 伏， 一旦用戶通過輸入單元104輸入的參數(shù)發(fā)生配置錯誤或者DDS信號發(fā)生器 受到外部干擾則很有可能會導致DDS信號發(fā)生器的部分元件輸出過大的電壓， 導致DDS信號發(fā)生器元件燒毀以及損壞DDS信號發(fā)生器外接的負載
實用新型內容
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本實用新型的目的在于提供一種用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，保 護信號發(fā)生器中的元件及信號發(fā)生器外接的負載不被過大的電壓燒毀。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供一種用于信號發(fā)生器的過載保護 裝置，所述的過載保護裝置包括控制處理單元及連接于控制處理單元的波形 生成單元、輸出衰減單元和輸出放大單元，其特征在于，所述過載保護裝置還 包括比較電平產生單元，所述比較電平產生單元的接收端與所述控制處理單元 連接，接收比較電平值以產生所述比較電平，所述比較電平產生單元的輸出端 輸出所述比較電平；衰減過載保護單元，所述衰減過載保護單元的第一輸入端 與所述比較電平產生單元的輸出端連接，所述衰減過載保護單元的第二輸入端 與輸出衰減單元的輸出端連接；所述衰減過載保護單元比較所述輸出衰減單元
衰減后的輸出波形的電平是否大于所述比較電平，若是，則所述衰減過載保護
單元的輸出端輸出衰減過載信號至所述控制處理單元；所述控制處理單元的過 載信號輸入端與所述衰減過載保護單元的輸出端連接，接收所述衰減過載信號 并根據(jù)所述衰減過載信號關閉所述輸出衰減單元的輸出端。
本實用新型實施例的有益效果在于，能夠有效保護信號發(fā)生器信號輸出電 路上的元件，增長信號發(fā)生器的使用壽命，避免信號發(fā)生器以及外接負載因過 載發(fā)生損壞。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一 部分，并不構成對本實用新型的限定。在附圖中
圖1是現(xiàn)有DDS信號發(fā)生器的結構框圖； 圖2是本實用新型實施例1的DDS信號發(fā)生器的結構示意圖； 圖3是本實用新型實施例2的DDS信號發(fā)生器的結構示意圖； 圖4是本實用新型實施例3的DDS信號發(fā)生器的結構示意圖； 圖5是本實用新型實施例4的DDS信號發(fā)生器的結構示意7圖6是本實用新型實施例4的DDS信號發(fā)生器的電路結構示意圖； 圖7是本實用新型實施例5的DDS信號發(fā)生器的結構示意圖； 圖8是本實用新型實施例5的DDS信號發(fā)生器的電路結構框圖； 圖9是本實用新型實施例6的DDS信號發(fā)生器的電路結構示意圖； 圖10是本實用新型實施例6的DDS信號發(fā)生器的電路結構框圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施方 式和附圖，對本實用新型做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施 方式及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
本實用新型實施例提供一種具有過載保護電路的直接數(shù)字合成信號發(fā)生 器。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
實施例l.-
如圖2所示，為本實用新型實施例1的DDS信號發(fā)生器的結構，信號發(fā)生 器200包括輸入單元201輸入波形幅度信息和比較電壓值。存儲單元202存 儲波形數(shù)據(jù)?？刂铺幚韱卧?03讀取存儲單元202中存儲的波形數(shù)據(jù)并傳輸給 波形生成單元204，控制處理單元203將輸入單元201輸入的比較電壓值輸出給 比較電平產生單元209，根據(jù)輸入單元201輸入的波形幅度信息產生衰減系數(shù)和 增益系數(shù)并分別輸出至輸出衰減單元205和輸出放大單元206。
波形生成單元204對將波形數(shù)據(jù)進行D/A轉換和濾波以生成相應的輸出波 形。比較電平產生單元209，根據(jù)比較電壓值生成一個負比較電平或一個正比較 電平并將產生的負比較電平或正比較電平輸出至衰減過載保護單元210的第一 輸入端。
輸出衰減單元205，根據(jù)衰減系數(shù)對輸出波形的電平進行袞減并將衰減后的 輸出波形輸出至衰減過載保護單元210的第二輸入端。衰減過載保護單元210， 判斷輸出衰減單元205衰減后的輸出波形的負電平或正電平是否大于負比較電 平或正比較電平，若是，則衰減過載保護單元210的輸出端輸出衰減過載保護?？刂铺幚韱卧?03根據(jù)衰減過載保護信號關閉輸出衰 減單元205的輸出端，以防止輸出衰減單元205衰減后的輸出波形的負電平或 正電平大于輸出放大單元206的額定電壓，損毀輸出放大單元206。
如果衰減過載保護單元210的判斷結果為輸出衰減單元205輸出的波形的 負電平或正電平小于負比較電平或正比較電平，則輸出衰減單元205將輸出波 形輸出至輸出放大單元206，輸出放大單元206根據(jù)增益系數(shù)將輸出衰減單元 206衰減后的輸出波形的電平進行放大。輸出控制單元207將輸出放大單元206 放大后輸出波形輸出至顯示單元208進行顯示。
實施例2:
如圖3所示，為本實用新型實施例2的DDS信號發(fā)生器的結構，信號發(fā)生 器200包括輸入單元201輸入波形幅度信息和比較電壓值。存儲單元202存 儲波形數(shù)據(jù)?？刂铺幚韱卧?03讀取存儲單元202中存儲的波形數(shù)據(jù)并傳輸至 波形生成單元204，控制處理單元加3將輸入單元201輸入的比較電壓值輸出至 比較電平產生單元209，根據(jù)輸入單元201輸入的波形幅度信息產生衰減系數(shù)和 增益系數(shù)并分別輸出至輸出衰減單元205和輸出放大單元206。
波形生成單元204對波形數(shù)據(jù)進行D/A轉換和濾波以生成相應的輸出波形。 比較電平產生單元209根據(jù)比較電壓值生成負比較電平或正比較電平并將負比 較電平或正比較電平輸出至衰減過載保護單元210的第一輸入端和放大過載保 護單元2U的第一輸入端。
輸出衰減單元205根據(jù)衰減系數(shù)對輸出波形的電平進行衰減并將衰減后的 輸出波形輸出至衰減過載保護單元210的第二輸入端。衰減過載保護單元210 比較衰減后的輸出波形的負電平或正電平是否大于負比較電平或正比較電平， 若是，則衰減過載保護單元210的輸出端輸出衰減過載保護信號至控制處理單 充203?？刂铺幚韱卧?03根據(jù)衰減過載保護信號關閉輸出衰減單元205的輸出 端，以防止輸出衰減單元205衰減后的輸出波形的負電平或正電平大于輸出放 大單元206的額定電壓，損毀輸出放大單元206。
9如果衰減過載保護單元210的判斷結果為衰減后的輸出波形的負電平或正 電平小于負比較電平或正比較電平，則輸出衰減單元205輸出衰減后的輸出波 形至輸出放大單元206，輸出放大單元206根據(jù)增益系數(shù)將衰減后的輸出波形的電 平進行放大并將放大后的輸出波形輸出至放大過載保護單元211的第二輸入端。
放大過載保護單元211，判斷輸出波形的負電平或正電平是否大于負比較電 平或正比較電平，若是，則放大過載保護單元210的輸出端輸出放大過載保護 信號至控制處理單元203。控制處理單元203根據(jù)放大過載保護信號關閉輸出放 大單元206的輸出端，以防止輸出放大單元206輸出的輸出波形的負電平或正 電平大于輸出控制單元207的額定電壓，損毀輸出控制單元207，進一步避免了 輸出放大單元206放大后的波形的電壓過大，損毀輸出控制單元207連接的顯 示單元208或信號發(fā)生器外接的負載。
實施例3:
如圖4所示，為本實用新型實施例3的DDS信號發(fā)生器的結構，本實施例 與實施例2的區(qū)別在于，DDS信號發(fā)生器中只設置了放大過載保護單元211，以 判斷輸出放大單元206放大后輸出波形的負電平或正電平是否大于比較電平產 生單元209產生的負比較電平或正比較電平；若是，則放大過載保護單元211 的輸出端輸出放大過載保護信號至控制處理單元203?？刂铺幚韱卧?03根據(jù)放 大過載保護信號關閉輸出放大單元206的輸出端。
實施例4:
如圖5所示，為本實用新型實施例4的DDS信號發(fā)生器的結構，信號發(fā)生 器200包括輸入單元201輸入波形幅度信息和比較電壓值。存儲單元202存 儲波形數(shù)據(jù)?？刂铺幚韱卧?03讀取存儲單元202中存儲的波形數(shù)據(jù)并傳輸至 波形生成單元204,控制處理單元203將輸入單元201輸入的比較電壓值輸出至 比較電平產生單元209,根據(jù)輸入單元201輸入的波形幅度信息產生衰減系數(shù)和 增益系數(shù)分別輸出至輸出衰減單元205和輸出放大單元206。
波形生成單元204對波形數(shù)據(jù)進行D/A轉換和濾波以生成相應的輸出波形。比較電平產生單元209根據(jù)比較電壓值生成正比較電平并輸出至正負比較電平 產生電路212。輸出衰減單元205根據(jù)衰減系數(shù)對波形生成單元204生成的輸出 波形的電平進行衰減。
圖6是圖5中實施例4的DDS信號發(fā)生器的電路結構示意圖，如圖6所示， 比較電平產生電路209輸出的正比較電平輸入至正負比較電平產生電路212中 運算放大器A的正相輸入端，由運算放大器A的輸出端輸出正比較電平；運算放 大器A的輸出端與運算放大器B的反相輸入端連接，運算放大器A輸出的正比 較電平經運算放大器B輸出負比較電平。
運算放大器A輸出的負比較電平輸入至衰減過載保護單元210的比較器A 的反相輸入端，輸出衰減單元205衰減后的輸出波形的輸入至比較器A的正相 輸入端；若衰減后的輸出波形的負電平大于負比較電平時，比較器A輸出低電 平。
運算放大器B輸出的正比較電平輸入至衰減過載保護單元210的比較器B 的正相輸入端，輸出衰減單元205衰減后的輸出波形輸入至比較器B的反相輸 入端；當衰減后的輸出波形的正電平大于正比較電平時，比較器B輸出低電平。 如圖6所示，只要比較器A和比較器B中的一個輸出低電平，則衰減過載保護 210輸出一低電平，即衰減過載保護信號至控制處理單元203?？刂铺幚韱卧?03 根據(jù)衰減過載保護信號關閉輸出衰減單元205的輸出端。
如果衰減過載保護單元210的判斷結果為輸出衰減單元205輸出的波形的 負電平和正電平小于負比較電平和正比較電平，則輸出衰減單元205的輸出端 將輸出波形輸出至輸出放大單元206，輸出放大單元206根據(jù)增益系數(shù)將衰減后 的輸出波形的電平進行放大。
如圖6所示，運算放大器A輸出的負比較電平被輸入至放大過載保護單元 210的比較器C的反相輸入端，輸出放大單元206放大后的輸出波形輸入至比較 器C的正相輸入端；當輸出波形的負電平大于負比較電平時，比較器C輸出低 電平。運算放大器B輸出的正比較電平輸入至放大過載保護單元210的比較器D的正相輸入端，輸出放大單元206放大后的輸出波形被輸入比較器D的反相輸入端；當輸出波形的正電平大于正比較電平時，比較器B輸出低電平。如圖6所示，只要比較器C和比較器D中的一個輸出低電平，則放大過載保護單元的輸出一低電平，即放大過載保護信號至控制處理單元203。控制處理單元203根據(jù)放大過載保護信號干比輸出放大單元206的輸出端。實施例5:
如圖7所示，為本實用新型實施例5的DDS信號發(fā)生器的結構，圖8是本實用新型實施例5的DDS信號發(fā)生器的電路結構示意圖。本實施例與實施例4的區(qū)別在于，DDS信號發(fā)生器中只設置了衰減過載保護單元210，以判斷輸出衰減單元205輸出的波形的負電平和正電平是否大于正負比較電平產生單元212產生的負比較電平和正比較電平；若是，則衰減過載保護單元210生成衰減過載保護信號，控制處理單元203根據(jù)衰減過載保護信號關閉輸出衰減單元205的輸出端以防損毀輸出放大單元206。
實施例6:
圖9是本實用新型實施例6的DDS信號發(fā)生器的結構示意圖，圖10是本實用新型實施例6的DDS信號發(fā)生器的電路結構示意圖。本實施例與實施例5的區(qū)別在于，DDS信號發(fā)生器中只設置了放大過載保護單元211,以判斷輸出放大單元206輸出的波形的負電平和正電平是否大于正負比較電平產生單元212產生的負比較電平或正比較電平；若是，則放大過載保護單元211生成放大過載保護信號并輸出至控制處理單元203?？刂铺幚韱卧?03根據(jù)放大過載保護信號關閉輸出放大單元206的輸出端，以防損毀輸出控制單元207及輸出控制單元207連接的顯示單元208或外接負載。
實施例1至實施例6中，輸出控制單元可以是繼電器控制的開關切換電路，也可以是光偶切換通斷電路；輸入單元201可以是鍵盤、鼠標、U盤接口以及與PC機相連的接口，如USB接口、 RS232、 LAN、 GPIB等；存儲單元202可以是以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
1權利要求1. 一種用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，所述的過載保護裝置包括控制處理單元及連接于控制處理單元的波形生成單元、輸出衰減單元和輸出放大單元，其特征在于，所述過載保護裝置還包括比較電平產生單元，所述比較電平產生單元的接收端與所述控制處理單元連接，接收比較電平值以產生所述比較電平，所述比較電平產生單元的輸出端輸出所述比較電平；衰減過載保護單元，所述衰減過載保護單元的第一輸入端與所述比較電平產生單元的輸出端連接，所述衰減過載保護單元的第二輸入端與輸出衰減單元的輸出端連接；所述衰減過載保護單元比較所述輸出衰減單元衰減后的輸出波形的電平是否大于所述比較電平，若是，則所述衰減過載保護單元的輸出端輸出衰減過載信號至所述控制處理單元；所述控制處理單元的過載信號輸入端與所述衰減過載保護單元的輸出端連接，接收所述衰減過載信號并根據(jù)所述衰減過載信號關閉所述輸出衰減單元的輸出端。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于，所述過載保護裝置還包括放大過載保護單元，所述放大過載保護單元的第一輸入端與所述比較電平產生單元的輸出端連接，所述第一過載保護單元的第二輸入端與輸出放大單元的輸出端連接；所述放大過載保護單元比較所述輸出放大單元放大后的輸出波形的電平是否大于所述比較電平，若是，則所述放大過載保護單元的輸出端輸出放大過載信號至所述控制處理單元；所述控制處理單元的過載信號輸入端與所述放大過載保護單元的輸出端連接，接收所述放大過載信號并根據(jù)所述放大過載信號關閉所述輸出放大單元的輸出端。
3. 根據(jù)權利要求L或2所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于，所述比較電平產生單元旳輸出端輸出正比較電平。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在 于，所述比較電平產生單元的輸出端輸出負比較電平。
5. 根據(jù)權利要求3所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于， 所述衰減過載保護單元判斷所述輸出衰減單元衰減后的輸出波形的正電平是否 大于所述正比較電平，若是，則所述衰減過載保護單元的輸出端輸出所述衰減 過載信號至所述控制處理單元。
6. 根據(jù)權利要求4所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于， 所述衰減過載保護單元判斷所述輸出衰減單元衰減后的輸出波形的負電平是否 大于所述負比較電平，若是，則所述衰減過載保護單元的輸出端輸出所述衰減 過載信號至所述控制處理單元。
7. 根據(jù)權利要求3所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于， 所述放大過載保護單元判斷所述輸出放大單元放大后的輸出波形的正電平是否 大于所述正比較電平，若是，則所述放大過載保護單元的輸出端輸出所述放大 過載信號至所述控制處理單元。
8. 根據(jù)權利要求4所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于， 所述放大過載保護單元判斷所述輸出放大單元放大后的輸出波形的負電平是否 大于所述負比較電平，若是，則所述放大過載保護單元的輸出端輸出所述放大 過載信號至所述控制處理單元。
9. 根據(jù)權利要求3所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于， 其特征在于，所述過載保護裝置還包括正負電平產生單元，所述正負比較電平產生單元的接收端與所述比較電平 產生電路的輸出端連接，接收所述比較電平以產生正比較電平和負比較電平， 所述正負比較電平產生單元的第一輸出端和第二輸出端分別輸出所述正比較電 平和負比較電平；所述衰減過載保護單元包括第一衰減過載保護模塊、第二衰減過載保護模塊和衰減過載信號生成模塊；所述第一衰減過載保護模塊的第一輸入端與所述正負比較電平產生單元的 第一輸出端連接，所述第一衰減過載保護模塊的第二輸入端與所述輸出衰減單 元的輸出端連接，所述第一衰減過載保護模塊判斷輸出衰減模塊衰減后的輸出 波形的正電平是否大于所述正比較電平，若是則所述第一衰減過載保護模塊的 輸出端輸出第一衰減過載信號；所述第二衰減過載保護模塊的第一輸入端與所述正負比較電平產生單元的 第二輸出端連接，所述第二衰減過載保護模塊的第二輸入端與所述輸出衰減單 元的輸出端連接，所述第二衰減過載保護模塊判斷輸出衰減模塊衰減后的輸出 波形的負電平是否大于所述負比較電平，若是則所述第二衰減過載保護模塊的 輸出端輸出第二衰減過載信號；所述衰減過載信號生成單元的第一輸入端和第二輸入端，分別與所述第一 衰減過載保護模塊和所述第二衰減過載保護模塊的輸出端連接；所述衰減過載 信號生成單元根據(jù)接收的第一衰減過載信號和/或第二衰減過載信號輸出所述 衰減過載保護信號。
10.根據(jù)權利要求9所述的用于信號發(fā)生器的過載保護裝置，其特征在于，所述放大過載保護單元包括第一放大過載保護模塊、第二放大過載保護模塊 和放大過載信號生成模塊；所述第一放大過載保護模塊的第一輸入端與所述正負比較電平產生單元的 第一輸出端連接，所述第一放大過載保護模塊的第二輸入端與所述輸出放大單 元的輸出端連接，所述第一放大過載保護模塊判斷輸出放大模塊放大后的輸出 波形的正電平是否大于所述正比較電平，若是則所述第一放大過載保護模塊的 輸出端輸出第一放大過載信號；所述第二放大過載保護模塊的第一輸入端與所述正負比較電平產生單元的 第二輸出端連接，所述第二放大過載保護模塊的第二輸入端與所述輸出放大單 元的輸出端連接，所述第二放大過載保護模塊判斷輸出放大模塊放大后的輸出波形的負電平是否大于所述負比較電平，若是則所述第二放大過載保護模塊的輸出端輸出第二過載信號；所述放大過載信號生成單元的第一輸入端與所述第一放大過載保護模塊的 輸出端連接，所述放大過載信號生成單元的第二輸入端與所述第二放大過載保 護模塊的輸出端連接；所述放大過載信號生成單元根據(jù)接收的第一放大過載信 號和/或第二放大過載信號輸出所述放大過載保護信號。
專利摘要本實用新型提供一種用于信號發(fā)生器的過載保護裝置包括控制處理單元及連接于控制處理單元的波形生成單元、輸出衰減單元和輸出放大單元，該過載保護裝置還包括比較電平產生單元，其接收端與控制處理單元連接，接收比較電平值以產生比較電平，其輸出端輸出比較電平；衰減過載保護單元，其第一輸入端與比較電平產生單元的輸出端連接，其第二輸入端與輸出衰減單元的輸出端連接；衰減過載保護單元比較輸出衰減單元衰減后的輸出波形的電平是否大于比較電平，若是，則衰減過載保護單元的輸出端輸出衰減過載信號至控制處理單元；控制處理單元的過載信號輸入端與衰減過載保護單元的輸出端連接，接收衰減過載信號并根據(jù)衰減過載信號關閉輸出衰減單元的輸出端。
文檔編號H02H7/20GK201270411SQ20082012266
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權日2008年9月25日
發(fā)明者李維森, 悅 王, 王鐵軍 申請人:王 悅;王鐵軍;李維森