[发明专利]一种采用模拟开关的多通道差动脉冲发生器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲发生器，特别涉及一种的多通道差动脉冲发生器及其控制方法。

背景技术

在很多应用场合中，均需要幅值、脉宽和频率可调的差动脉冲信号。现有的脉冲发生器一部分采用数模转换芯片来实现，通过控制数模转换芯片，实现单向的脉冲输出；另一部分采用一定量的数字逻辑芯片组合来实现，这种方式过于复杂。上述两种方式若要实现多通道输出，均需要增加通道切换装置，输出的脉冲幅度范围均受电源电压限制，并且成本高，功耗大。

吴有林设计了《双通道脉冲发生器及植入式电刺激系统》（公开号：CN102457252A，公开日：2012.05.16），该专利利用数模混合芯片，设计了两个可分别独立调控输出的脉冲输出通道，通过对调控命令的处理，实现了双通道的输出频率、脉宽、幅值及刺激模式等均可独立调控。

发明人在实现本发明的过程中，发现当前现有技术中至少存在以下缺陷和不足：

脉冲发生器的输出幅值受电源限制，脉冲信号的最大幅值为电源电压。输出通道模式结构比单一，只实现了固定双通道的输出，且采用集成芯片提高了脉冲发生器的功耗。

发明内容

本发明提供了一种采用模拟开关的多通道差动脉冲发生器及其控制方法，解决了输出通道模式单一化，实现了任意双通道的输出；降低了脉冲发生器的功耗，详见下文描述：

一种采用模拟开关的多通道差动脉冲发生器，包括：可控DC/DC和差动输出切换电路，其中，所述差动输出切换电路由多组半桥电路构成；

所述可控DC/DC和电源E相连，输出的正向端通过模拟开关S12、S22、S32……Sn2分别连接至输出通道V1、V2、V3…Vn；输出通道V1、V2、V3…Vn同时分别经过模拟开关S11、S21、S31……Sn1连接至所述可控DC/DC的负向端；模拟开关S11和S 12，S21和S22……Sn1和Sn2构成了n组半臂桥电路，分别控制通道V1、V2、V3…Vn的差动方向；IN11~INn1、IN12~INn2分别控制模拟开关S11~Sn1、S12~Sn2的开通和关断；通过控制模拟开关S11~Sn1、S12~Sn2的组合开通，实现V1~Vn任意两组通道的脉冲信号的差动输出；通过控制VC端，调节脉冲信号的幅值；通过控制S11~Sn1、S12~Sn2的组合开通时间，调节脉冲信号的周期、宽度。

所述通过控制S11~Sn1、S12~Sn2的组合开通时间，调节脉冲信号的周期、宽度具体为：

所述可控DC/DC控制端输入预设脉冲信号，通过控制预设脉冲信号的占空比，实现输出脉冲信号的幅度调节；

通过控制模拟开关S11、S12，将通道V1连接至所述可控DC/DC输出正向端或负向端，当V1连接至正向端时，通过控制S12的开通和关断时间，调节通道V1脉冲信号的周期、宽度，S11和S12不同时开通；

通过控制模拟开关S21、S22，将通道V2连接至所述可控DC/DC输出正向端或负向端，当V2连接至正向端时，通过控制S22的开通和关断时间，调节通道V2脉冲信号的周期、宽度，S21和S22不同时开通；

通过控制模拟开关S31、S32，可将通道V3连接至所述可控DC/DC输出正向端或负向端，当V3连接至正向端时，通过控制S32的开通和关断时间，调节通道V3脉冲信号的周期、宽度，S31和S32不同时开通；以此类推；

通过控制模拟开关Sn1、Sn2，将通道Vn连接至所述可控DC/DC输出正向端或负向端，当Vn连接至正向端时，通过控制Sn2的开通和关断时间，调节通道Vn脉冲信号的周期、宽度，Sn1和Sn2不同时开通。

一种采用模拟开关的多通道差动脉冲发生器的控制方法，所述方法包括以下步骤：

（1）选取任意两个通道Va和Vb（a，b∈[1，n]，且a和b不相同），作为脉冲发生器的输出端；

（2）双极性时，预设控制信号VC控制可控DC/DC输出预设电压；在Sa2、Sb1的控制端INa2、INb1输入第一预设脉冲信号M1；在Sa1、Sb2的控制端INa2、INb1输入与第一预设脉冲信号M1存在相位差的信号M2；通道Va和Vb的输出信号为双极性组合脉冲；

（3）单极性时，预设控制信号VC控制DC/DC输出预设电压；Sa2、Sb1的控制端INa2、INb1输入第二预设脉冲信号M3但关断Sa1、Sb2，或Sa1、Sb2的控制端输入INa1、INb2第二预设脉冲信号M3但关断Sa2、Sb1，通道Va和Vb输出信号为单极性组合脉冲。