电放大器及其控制方法技术

在一种用于控制电放大器（ＥＶ）的方法中，对控制该放大器（ＥＶ）的末级（ＥＳ）的调节器信号（ＲＳ）进行监视，根据所述末级（ＥＳ）的输出信号（Ｕ＿ｏｕｔ）设置所述调节器信号（ＲＳ）。在此，将所述调节器信号（ＲＳ）与基准信号（ＲＥＦＳ）进行比较，其中，在所述调节器信号（ＲＳ）的各个幅度值（ＡＷ）或者周期持续时间值（ＰＷ）跨越所述基准信号（ＲＥＦＳ）的幅度边界值（ＲＥＦ＿Ｏ，ＲＥＦ＿Ｕ）或周期持续时间边界值（ＰＧＷ）时，将所述末级（ＥＳ）在输入端被控制为截止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制电放大器的方法，其中，监视一个控制该放大器的末级的调节器信号。本专利技术还涉及一种按照该方法工作的放大器。在此，放大器尤其被理解为例如用于核自旋断层造影设备的梯度放大器。
技术介绍
这种电放大器经常被构造为两级。在第一级中，中间电路产生器或者电源设备产生中等精度的供电电压。该电源设备为末级供电，后者的任务是产生具有所希望特性的输出信号。根据不同的要求，输出信号可以具有相对于供电电压升高的电压，并且具有可以根据不同的应用规定的恒定或者随时间改变的信号变化。为了将电放大器作为梯度放大器用于例如磁共振设备中的梯度线圈，必须可以保证特别迅速改变的和精确保持的时间上的输出信号变化。在此，这样控制设置在末级中的桥式电路的开关元件，使得在提供所要求的供电电压的条件下可以产生具有所希望的特性的输出信号。可以用来保持输出信号的所希望的参数值的精度尤其取决于控制电放大器末级的开关元件的装置的特性。该装置包括用于控制例如设计为半导体部件的开关元件的控制器，以及连接在该控制器之前的调节器，该调节器根据由末级给出的输出信号为控制器提供调节器信号。在此，该调节器与控制器和末级一起构成调节电路。调节器将一个额定值参数与在末级的输出信号上测得的调节值参数或实测值参数进行比较，并且根据调节偏差(该调整偏差被理解为额定值参数与实测值参数之间的差)输出一个调整值参数。对实测值参数增加的情况，调节偏差取负值。因此，调节器在放大倍数上减小了调整值参数。该调整值参数的减少对实测值参数的增加起反作用。这点被称为负反馈。如果由于调节器的错误设置而造成该负反馈过渡为正反馈的话，则例如梯度放大器的调节电路就变得不稳定并且开始振荡。正反馈被理解为对应于由调节器给出的调节器信号的调整值参数在实测值参数增加时同样也增加。正反馈的原因可以在于调节器本身，例如在于过高的调节器增益并且反映为调节器信号的持续增加的幅度和频率，其结果是调节器过度控制。通过在调节器正反馈中振荡的调节器信号，控制器中的部件可能由于在提高的频率中的宽的幅度而被损坏或者过载。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于改善电放大器中的调节电路的稳定性的方法，以及一种按照该方法工作的放大器。就方法而言，本专利技术的上述技术问题是通过权利要求1的特征解决的。优选的扩展是引用其的从属权利要求的主题。就电放大器而言，本专利技术的上述技术问题是通过权利要求9的特征解决的。适当的实施方式是引用其的从属权利要求的主题。因此，该电放大器包括末级，该末级在输入端与控制器连接，而该控制器之前又接有调节器。在该调节器输出端设置了监视装置，用于监视由该调节器提供的调节器信号。在此，该方法包括，通过与基准信号的比较来监视根据末级的输出信号设置的调节器信号。其中，如果所述调节器信号的幅度值或者周期持续时间值跨越所述基准信号的有关幅度边界值或周期持续时间边界值，则将所述末级在输入端上控制为截止或者在输入端和输出端上控制为截止。在此，概念“幅度值”应该被理解为取决于幅度的调节器信号的参数值；“周期持续时间值”应该被理解为取决于调节器信号随时间的变化的参数值、特别是周期持续时间或者频率。作为对于在末级的控制中的这种干预的替换或者补充，也可以截止调节器或者调节电路。在此，概念“截止”被理解为基本上设置为无效或零。利用本专利技术实现的优点尤其在于，用于振荡监视的方法以及用于实施该方法的装置，既可以使用以模拟方式工作的调节器又可以使用以数字方式工作的调节器。调节电路是否振荡取决于一个包括幅度条件和相位条件的振荡条件。如果满足了该振荡条件，则通过调节器的不稳定引起的调节器信号由监视装置优选地在幅度和频率上进行监视。如果调节器信号振荡，则随着增加的频率和上升的幅度出现正反馈而不是负反馈。此外，通过监视装置还保护了控制器的部件，防止其由于调节器信号过高的幅度和过高的频率造成的损坏。如果出现了振荡的调节器信号，则控制器的监视装置提供一个用于控制在末级中设置的开关元件的监视信号。因此，对于振荡的调节器信号的情况，监视装置接管控制器的控制并且使得控制器将在末级中的开关元件控制为截止。此外，控制器这样控制在末级中的开关元件，使得仅仅在输入端截止末级，以便避免末级输出信号电流幅度的突然下降的边沿。按照一个特别优选的实施方式，监视装置包括一个用于监视调节器信号幅度的比较器电路。在此，该比较器电路将调节器信号的电压变化分别与上基准电压和下基准电压进行比较。为此，比较器电路适当地具有第一和第二边界值比较器，其中同时将调节器信号送入到两个边界值比较器。第一边界值比较器将调节器信号的幅度与上幅度边界值进行比较，并且一旦调节器信号的幅度上升到上幅度边界值之上就改变其输出信号的值。与第一边界值比较器相反，第二边界值比较器将调节器信号的幅度与下幅度边界值进行比较。如果调节器信号的幅度下降到下幅度边界值之下，则第二边界值比较器就改变其输出信号的值。为了综合第一和第二边界值比较器的输出信号，监视装置适当地包括一个带有置位输入端以及复位输入端的触发器。第一边界值比较器的输出信号送至该触发器的置位输入端，而第二边界值比较器的输出信号送至该触发器的复位输入端。如果在电放大器中采用以模拟方式工作的调节器，则可以适当地采用非时钟控制的触发器。如果在调节器信号的幅度超过上幅度边界值的条件下第一边界值比较器将其输出信号提供到触发器的置位输入端，则该触发器的一个输出端置位。如果调节器信号的电压幅度到达下幅度边界值，则第二边界值比较器将其输出信号提供到触发器的复位输入端。对于第一和第二边界值比较器是两个相同类型的比较器的情况，在适当的扩展中在第二边界值比较器的输出端与触发器的复位输出端之间连接一个倒相器，该倒相器将第二边界值比较器的输出信号的电压值这样倒相，使得触发器的输出端通过该复位输入端而被复位。如果在电放大器中采用以数字方式工作的调节器，则除了数字边界值比较器之外还采用时钟控制的触发器。在一种优选的扩展中该触发器在一个由时钟发生电路为其提供时钟信号的时钟输入端之外还具有一个时钟激活输入端。适当地为该时钟激活输入端输入来自调节器的调节器时钟信号。这点的优点在于，只有在时间上按照该调节器时钟信号提供一个调节器信号，才激活时钟输入端并且由此触发器才对在置位输入端和复位输入端上的信号做出反应。这样，例如表现为在调节器信号上的电压尖峰(也称为Glitche)的干扰不影响触发器的置位和复位。据此，振荡的调节器信号的频率对应于一个在触发器的输出端上提供的、用于频率监视的分析信号的频率，其中，振荡的调节器信号通过在边界值比较器的输出端上提高的电压幅度而改变输出信号，例如从逻辑“0”变为逻辑“1”。为了根据通过比较器电路对调节器信号的幅度的监视来进行对该调节器信号的频率的监视，监视装置适当地包括一个计数器电路，为该计数器电路输入由触发器提供的分析信号，如果调节器信号以上升的幅度振荡，则该分析信号对应于该振荡的调节器信号。按照一种优选的实施方式，计数器电路包括两个计数器，即，一个预定计数器和一个监视计数器。在预定计数器的时钟输入端上输入基准信号。预定计数器对基准信号的周期进行计数，并且通过一个输出端连接在该预定计数器上的预定比较器在预定数目的周期之后通过在预定计数器上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电放大器（ＥＶ）的方法，其中，对控制该放大器（ＥＶ）的末级（ＥＳ）的调节器（Ｒ）的调节器信号（ＲＳ）进行监视，其中，　　　　－根据所述末级（ＥＳ）的输出信号（Ｓ＿ｏｕｔ）设置所述调节器信号（ＲＳ），　　　　－将所述调节器信号（ＲＳ）与基准信号（ＲＥＦＳ）进行比较，以及　　　　－在所述调节器信号（ＲＳ）的各个幅度值（ＡＷ）或者周期持续时间值（ＰＷ）跨越所述基准信号（ＲＥＦＳ）的幅度边界值（ＲＥＦ＿Ｏ，ＲＥＦ＿Ｕ）以及周期持续时间边界值（ＰＧＷ）时，将所述末级（ＥＳ）在输入端上控制为截止和／或截止所述调节器（Ｒ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特伦兹，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]