超声波脉冲驱动电路

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-4 16:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
买了一个20Mhz的超声波探头 驱动信号需要幅值100-200V 脉宽25ns 上升下降沿10ns的负脉冲 原来使用雪崩三极管Marx电路产生了一个脉冲 但是自从上次电路烧了一次之后 就不行了 波形再也出不来了 检查了很多遍 发现第二级雪崩管没有发生雪崩 不知道为什么

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-4 16:50 | 显示全部楼层
C:\Users\Administrator\Desktop
323515b8e46ec69777.png

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king5555 + 1 Q2处画错了,可相同Q1処电路,但Q1基极得再串联一电阻。不叫雪崩。
别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-4 16:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 别吓我我蛋小 于 2018-9-4 17:29 编辑

这是当时成功的脉冲波形 示波器衰减了10倍C:\Users\Administrator\Desktop
输出脉冲.png

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-4 16:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 别吓我我蛋小 于 2018-9-4 17:30 编辑

大神帮忙看一下呀

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-4 17:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 别吓我我蛋小 于 2018-9-4 17:31 编辑

我重焊的板子 总是烧电阻R4

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SmartEnergy| | 2018-9-5 08:26 | 显示全部楼层
为啥Q2 b/e极是相连的?

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-5 09:43 | 显示全部楼层
SmartEnergy 发表于 2018-9-5 08:26
为啥Q2 b/e极是相连的?

根据雪崩管的特性,当CE间突然有一个很大的电压,会使三极管发生过压而产生雪崩,be相连是因为电容两端电压不能突变,Q1首先导通,C3左端电压接地,右端电压变为接近-Vcc,Q2集电极电压Vcc,所以会发生过压而雪崩

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-5 10:22 | 显示全部楼层
有大神来帮忙看看吗

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tianxj01| | 2018-9-5 11:05 | 显示全部楼层

雪崩原理工作,产生快速脉冲,这个没问题但是线路好像不常见,不知道这样的线路雪崩性能怎么样,标准的雪崩线路,是利用基极变化引起的工作区漂移,这个线路完全没有。
器件烧毁后,换新,不能正常工作,这里就需要考察还有什么别的原因限制了雪崩触发条件。
很明显,就电路分析,如果是正确的,那么,Q1的脉冲下降沿,速度非常重要,慢了对于220pf电容,就谈不上负电压叠加了,同样道理,220pf的容量也是非常敏感,小了,也会造成电压叠加失灵。
对于C5,这里因为没有基区动态改变效应,恐怕它的容量也是能够进入雪崩的条件,因为仅仅22K,根本无法实现雪崩大电流的充分必要条件。

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别吓我我蛋小 2018-9-5 14:32 回复TA
我的设计思路也是根据看过很多论文文献得来的,您可以了解一下Marx电路原理,我用一级雪崩管是可以成功雪崩的,但是其脉冲宽度 上升下降沿达不到我的要求,所以我使用两级串联雪崩是想来陡化边沿和脉宽的。 对于22K电阻,因为雪崩时间很短,正常来说是不会烧毁的,现在的问题我也不知道是为什么 
雪山飞狐D| | 2018-9-5 18:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 雪山飞狐D 于 2018-9-5 18:33 编辑

  。。。。。。

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雪山飞狐D| | 2018-9-5 18:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 雪山飞狐D 于 2018-9-5 18:35 编辑

  输出接到射级试试,集电极电阻改成200K试试,这样电流电流不会超过2mA , 并且射级电阻51欧姆,后面的网络可以设计成51欧姆阻抗,这样可以保持足够的上升斜率, 你前面的那一级也有点问题,就是波形没有经过高速PIN二极管整形,你后面那一级也是,也要高速PIN二极管,包括那个下拉的电感,最好用PCB做成蛇形线形成低感的线路电感,阻抗控制在50欧姆,这样最后的波形斜率才会够好

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-5 21:33 | 显示全部楼层
雪山飞狐D 发表于 2018-9-5 18:28
输出接到射级试试,集电极电阻改成200K试试,这样电流电流不会超过2mA , 并且射级电阻51欧姆,后面的网络 ...

我按照你说的做了一下,集电极电阻换成200k,Q2射极电阻换成51欧,没有加pin二极管(我没有),输出脉冲很小,几百mV左右,然后我将Q2射极换成2k,输出脉冲有5V。我把各点波形都发上来,你在帮我看看

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-5 21:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 别吓我我蛋小 于 2018-9-5 21:43 编辑

我把电路图重发一下,还有各点波形都发出来

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-5 21:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 别吓我我蛋小 于 2018-9-5 21:57 编辑

图片传不上去,不知道怎么了  我明天再传吧

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雪山飞狐D| | 2018-9-5 23:51 | 显示全部楼层
别吓我我蛋小 发表于 2018-9-5 21:33
我按照你说的做了一下,集电极电阻换成200k,Q2射极电阻换成51欧,没有加pin二极管(我没有),输出脉冲 ...

你意思是射级有输出了是吧?你用示波器看下上升斜率是否能打到示波器的极限,100M 的示波器这个斜率好像是2-3ns , 如果有这个上升速度,那就是基本成功了至于你后面线路要不要加PIN二极管,看你的实际斜率需求把

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雪山飞狐D| | 2018-9-6 00:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 雪山飞狐D 于 2018-9-6 00:35 编辑
别吓我我蛋小 发表于 2018-9-5 21:33
我按照你说的做了一下,集电极电阻换成200k,Q2射极电阻换成51欧,没有加pin二极管(我没有),输出脉冲 ...

   我说少了一个电阻和两个电容,你看下图,集电极那里需要分开一下电阻,给个小电阻和电容进行续流,减小阻抗,基极到射级有个电阻,两个电容是1206高压电容,你需要100V以上脉冲的话,你试试集电极上面的4.7PF的续流电容加大点,射级电阻也加大一些,具体调试着来。。。基级到射级的电阻可能也不需要可能也需要
QQ图片20180906001836.png

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-6 09:27 | 显示全部楼层

超声波脉冲驱动电路

脉冲.jpg

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-6 16:31 | 显示全部楼层
雪山飞狐D 发表于 2018-9-6 00:20
我说少了一个电阻和两个电容,你看下图,集电极那里需要分开一下电阻,给个小电阻和电容进行续流,减小 ...

你好,我按照你说的重焊了一块板子,用的低压管,也是两级的,电源电压80V左右,输出脉冲是42V,上升沿三四十ns,下降沿7ns,脉宽6ns左右,效果还是挺好的。但是和我想要的脉冲还差一点,想要幅度更大我可以换个电压高的管子,但是上升沿如何能优化到10ns左右,还有脉宽我需要25ns固定的,这个脉宽我也不会调

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别吓我我蛋小|  楼主 | 2018-9-6 16:33 | 显示全部楼层
本来想发电路的各点波形的,但是图片总是发不出去,显示Server (IO) Error  
图片大小也没有超过啊 不知道为什么

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雪山飞狐D| | 2018-9-6 18:26 | 显示全部楼层
别吓我我蛋小 发表于 2018-9-6 16:31
你好,我按照你说的重焊了一块板子,用的低压管,也是两级的,电源电压80V左右,输出脉冲是42V,上升沿三 ...

   我这个电路工作电压在200V,上升沿市面上的示波器测不出来,测出来的都是示波器本身的极限,你试试加到这个电压,这种电路本来就是窄脉冲,你要固定25ns 宽度,可能需要其他器件生成了

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