專利名稱：一種可編程偽隨機多頻信號芯片的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可編程偽隨機多頻信號芯片，尤其是涉及一種只需提供控制信號即可產生多頻偽隨機信號源，并提供IGBT模塊死區保護功能的可編程偽隨機多頻信號芯片。
背景技術：
電法勘探接收機測量電法勘探中的電場和磁場信號，為了對接收機進行標定，或檢測接收機的故障，需要電法勘探接收機專用的信號發生器。美國ZONGE公司生產的GDP-32 II多功能電法接收機、加拿大鳳凰公司生產的V-8多功能電法接收機，使用雙極型方波和一定占空比的方波作為信號發生器波形。由于這些雙極型方波和一定占空比的方波帶寬有限，同時GDP-32 II和V-8接收機的信號發生器頻率按指數增加，頻率分辨率不高，因而無法對接收機進行精確標定。而現有接收機測量的電場和磁場信號的波形，除了各種占空比的方波外，還包括各種偽隨機波形、用戶自定義波形，波形的復雜度和帶寬也相應提高，由此，一方面對頻率分辨率提出了更高要求，另一方面，又要求對接收機進行快速標定。現有電法勘探信號發生器無法滿足電法勘探的上述要求。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種僅需提供控制信號即產生多頻偽隨機信號源，產生的信號精度高，時延少的可編程偽隨機多頻信號芯片。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的其包括高頻信號分頻器模塊，相位同步控制模塊，偽隨機多頻信號合成模塊，IGBT-H型逆變橋死區控制模塊，過流和報警信號處理模塊，時鐘源模塊，所述相位同步控制模塊與偽隨機多頻信號合成模塊相連，所述偽隨機多頻信號合成模塊與IGBT-H型逆變橋死區控制模塊，所述IGBT-H型逆變橋死區控制模塊與時鐘源模塊、過流和報警信號處理模塊、過流和報警信號處理模塊分別相連，所述時鐘源模塊與過流和報警信號處理模塊、過流和報警信號處理模塊相連，所述過流和報警信號處理模塊與IGBT-H型逆變橋相連，所述高頻信號分頻器模塊與相位同步控制模塊相連。經電連接后將其編程于可編程邏輯電路芯片中。
本發明所述各模塊均有現有技術可供利用。
本發明工作方式輸入分頻控制選擇信號，輸入頻率組高頻時鐘信號，輸入頻率組低頻同步信號，輸入死區延時時鐘信號。輸出正負相反的一對偽隨機多頻信號。
由高頻信號分頻模塊輸入一個高頻信號至多頻信號合成模塊，再由相位同步控制模塊輸入一個低頻信號到多頻信號合成模塊進行多頻信號同步。多頻信號合成模塊輸出信號至IGBT逆變橋進行信號處理，輸出一對正負相反的偽隨機多頻信號。由一個時鐘源模塊進行控制。通過過流和報警模塊進行保護。
本發明有益效果只需要提供控制信號即可產生多頻偽隨機信號源；產生的信號精度高，時延少，并提供了IGBT模塊死區保護功能。
圖1為本發明一實施例的方框圖。
圖2為圖1所示實施例的一種實現電路圖。
具體實施例方式
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。
參照圖1，本實施例包括高頻信號分頻器模塊1，相位同步控制模塊2，偽隨機多頻信號合成模塊3，IGBT-H型逆變橋死區控制模塊4，過流和報警信號處理模塊5，時鐘源模塊6，所述相位同步控制模塊1的U4口與偽隨機多頻信號合成模塊3的U5口相連，偽隨機多頻信號合成模塊3的U7口與IGBT-H型逆變橋死區控制模塊4的U8口相連，IGBT-H型逆變橋死區控制模塊4的U9口與時鐘源模塊6的U10口相連，IGBT-H型逆變橋死區控制模塊4的U11口與過流和報警信號處理模塊5的U13口相連，IGBT-H型逆變橋死區控制模塊4的U12口與過流和報警信號處理模塊5的U14口相連，時鐘源模塊6的U15口與過流和報警信號處理模塊5的U17口相連，時鐘源模塊6的U16口與過流和報警信號處理模塊5的U18口相連，過流和報警信號處理模塊5的U19口與IGBT-H型逆變橋7的U20口相連，高頻信號分頻器模塊1的U21口與相位同步控制模塊2的U22口，相位同步控制模塊2的U1口外接，高頻信號分頻器模塊1的U3口外接。
參照圖2。所述高頻信號分頻器模塊1由4個JK觸發器串聯組成2、4、8、16分頻器，輸出2、4、8、16分頻信號。再輸入到一個74151八選一數據選擇器中。數據選擇控制信號由外部輸入。74151的數據輸出端輸出0、2、4、8、16分頻信號；所述相位同步控制模塊2由一個d觸發器、1個與非門、2個或門和1個非門構成，同步信號控制模塊2需要輸入激勵信號和低頻同步信號(由U1口)。它在激勵信號和低頻同步信號同為低電平的時候輸出一個負跳邊信號輸出至下一級電路用于同步，在非同步期間輸出一直輸出高電平。所述偽隨機多頻信號合成模塊3從高頻信號分頻器模塊1輸入，經過分頻后的激勵信號和從同步信號控制模塊2輸入的同步信號，輸出偽隨機多頻信號。所述偽隨機多頻信號合成模塊3由1個d觸發器、5個JK觸發器、5個四與非門、7個三與非門、1個二與非門、1個十二或門、2個非門組成，5個JK觸發器和1個二與非門、1個三與非門、1個四與非門組成分頻器，輸出2、4、8、16、32分頻信號；其他元件構成組合邏輯電路，將這5種頻率的信號進行邏輯運算，輸出合成的5頻偽隨機信號(如果需要輸出更多頻的偽隨機信號，只需要添加更多的jk觸發器和組合邏輯運算電路即可)。D觸發器負責鎖存運算結果，并輸出偽隨機信號。同步信號連接到各JK觸發器和d觸發器的清零端，當同步信號發生負跳邊時，所有的觸發器復位，重新開始計數和運算。偽隨機多頻信號合成模塊3從分頻模塊輸入，經過分頻后的激勵信號和從同步信號控制模塊輸入的同步信號。輸出偽隨機多頻信號。所述IGBT模塊死區控制延時模塊4由2個d觸發器、4個74197四位計數器、6個非門、2個八輸入與門構成。IGBT模塊死區控制延時模塊輸入偽隨機多頻信號，輸入延時計時時鐘信號。輸出一對正負相反的偽隨機多頻信號。這一對信號不是完全相反，通過防死區延時模塊可以調節，在他們相互變化時會有幾十微秒的時間同時為低電平。這樣就可以保證IGBT智能模塊內部所有橋臂不會發生同時導通，從而導致橋臂短路。偽隨機多頻信號由前級輸入，通過非門先變為一正一負一對信號，分別接到一個d觸發器進行鎖存。D觸發器的翻轉時鐘分別由另一個觸發器的輸出控制計數器經過計數器的計數延時后提供。每個觸發器都由2塊74197組成16位計數器和八與門對時鐘進行256次計數延時，每256個時鐘周期輸出一個觸發器翻轉脈沖。所構成的兩個觸發器形成互相鎖定的狀態，即只有另一個觸發器翻轉成低電平并經過計數器計數延時后觸發器才會翻轉成高電平。觸發器的清零根據輸入的多頻信號直接進行翻轉。所述過流報警保護控制模塊5由兩個四與非門組成，它提供總輸出信號的輸出允許控制，輸入為過流保護信號、模塊報警信號、輸出允許信號和最終要輸出的多頻偽隨機信號。只有當過流保護輸入、模塊報警輸入、輸出允許輸入引腳都為高電平的時候，才會輸出多頻偽隨機信號。只要這幾路輸入中間任意一路輸入變為低電平，整個電路就只輸出低電平，則逆變模塊停止工作。
權利要求
1.一種可編程偽隨機多頻信號芯片，包括高頻信號分頻器模塊，相位同步控制模塊，偽隨機多頻信號合成模塊，IGBT-H型逆變橋死區控制模塊，過流和報警信號處理模塊，時鐘源模塊，其特征在于，所述相位同步控制模塊與偽隨機多頻信號合成模塊相連，所述偽隨機多頻信號合成模塊與IGBT-H型逆變橋死區控制模塊，所述IGBT-H型逆變橋死區控制模塊與時鐘源模塊、過流和報警信號處理模塊、過流和報警信號處理模塊分別相連，所述時鐘源模塊與過流和報警信號處理模塊、過流和報警信號處理模塊相連，所述過流和報警信號處理模塊與IGBT-H型逆變橋相連，所述高頻信號分頻器模塊與相位同步控制模塊相連，經電連接后將它們編程于可編程邏輯電路芯片中。
全文摘要
本發明公開了一種可編程偽隨機多頻信號芯片，其相位同步控制模塊與偽隨機多頻信號合成模塊相連，偽隨機多頻信號合成模塊與IGBT－H型逆變橋死區控制模塊，IGBT－H型逆變橋死區控制模塊與時鐘源模塊、過流和報警信號處理模塊、過流和報警信號處理模塊分別相連，時鐘源模塊與過流和報警信號處理模塊、過流和報警信號處理模塊相連，所述過流和報警信號處理模塊與IGBT－H型逆變橋相連，所述高頻信號分頻器模塊與相位同步控制模塊相連。經電連接后將其編程于可編程邏輯電路芯片中。本發明只要提供控制信號即可產生多頻偽隨機信號源；產生的信號精度高，時延少，并提供了IGBT模塊死區保護功能。
文檔編號H03L7/00GK101072028SQ20071003480
公開日2007年11月14日 申請日期2007年4月25日 優先權日2007年4月25日
發明者何繼善, 尹文斌, 賓亞新, 楊振, 楊威 申請人:湖南繼善高科技有限公司