本技术涉及医疗、生物医学,具体而言,涉及一种太赫兹频段电子调控笔。
背景技术:
1、太赫兹波具有频率高、波长短的特性,可以局部集中能量调控极化材料的布朗运动,加速微小粒子的运动。同时利用高频振动产生的热量以及太赫兹附带的生物效应(如电效应、化学效应、激发效应等)可进行细胞培育或细胞内信号传导和基因表达等研究。
2、目前国内太赫兹频段在医疗、生物医学等领域的应用还处于新兴阶段,传统的超声波调控笔依靠振荡电路产生和超声换能器谐振频率相对应的振荡信号,经推动电路、多级放大电路进行放大,以此驱动超声换能器产生所需频率的超声波;然而振荡电路产生的频率一般在1ghz以下,频率低,且采用多级放大电路会导致整体用电和功耗的上升,不利于产品的小型化和低成本。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种太赫兹频段电子调控笔,利用太赫兹单元直接产生所需的频率,再通过前端天线搭配聚波透镜的方式实现太赫兹波的输出,具有小型化、集成化和低功耗的特点,以解决现有技术所指出的问题。
2、本实用新型的实施例通过以下技术方案实现:一种太赫兹频段电子调控笔,所述调控笔包括:
3、控制单元,用于调控笔整机信号处理和控制;
4、波形调理单元,用于产生和控制单元控制信号相对应的调制波形,并将调制波形输入至太赫兹单元;
5、太赫兹单元,包含推挽式压控振荡器以及倍频链路,用于通过推挽式压控振荡器接收调制波形并产生太赫兹波信号,利用倍频链路对太赫兹波信号进行倍频,产生和控制信号相对应的太赫兹波频谱,并将太赫兹波频谱送至前端天线;
6、前端天线,用于接收所述太赫兹波频谱并辐射至聚波透镜,经聚波透镜会聚至被试对象。
7、根据一种优选实施方式,所述波形调理单元包括恒温晶体振荡器、锁相环以及低通滤波器;其中,所述锁相环的第一输入端与控制单元相连,所述锁相环的第二输入端与恒温晶体振荡器相连,所述锁相环的输出端与低通滤波器相连,所述低通滤波器连接至推挽式压控振荡器,所述推挽式压控振荡器第二输出端连接至锁相环的第三输入端。
8、根据一种优选实施方式,所述太赫兹单元还包括检测器,所述检测器设于倍频链路与前端天线之间,所述检测器的输出端连接至控制单元。
9、根据一种优选实施方式,所述控制单元包括fpga芯片,所述fpga芯片的输入端连接至太赫兹输出频率调节端,所述fpga芯片的输出端连接至锁相环的第一输入端。
10、根据一种优选实施方式,所述控制单元还包括蓝牙模块,所述蓝牙模块与fpga芯片相连。
11、根据一种优选实施方式,所述调控笔还包括电源单元,所述电源单元分别与控制单元、波形调理单元以及太赫兹单元电连接。
12、根据一种优选实施方式,所述调控笔外壳上设置有充电口、电源开关及模式切换按键以及与频率调节按键,所述充电口与电源单元电连接,所述电源开关及模式切换按键与控制单元电连接,所述频率调节按键与太赫兹输出频率调节端电连接。
13、本实用新型实施例一种太赫兹频段电子调控笔的技术方案至少具有如下优点和有益效果:本实用新型采用倍频电路提升推挽式压控振荡器输出的功率,采用前端天线搭配聚波透镜的无源方式传输信号,减少了传统功率放大链路的使用,具有小型化、集成化和低功耗的特点。
1.一种太赫兹频段电子调控笔,其特征在于,所述调控笔包括:
2.如权利要求1所述的太赫兹频段电子调控笔,其特征在于,所述波形调理单元(2)包括恒温晶体振荡器(201)、锁相环(202)以及低通滤波器(203);其中,所述锁相环(202)的第一输入端与控制单元(1)相连,所述锁相环(202)的第二输入端与恒温晶体振荡器(201)相连,所述锁相环(202)的输出端与低通滤波器(203)相连,所述低通滤波器(203)连接至推挽式压控振荡器(301),所述推挽式压控振荡器(301)第二输出端连接至锁相环(202)的第三输入端。
3.如权利要求1所述的太赫兹频段电子调控笔,其特征在于,所述太赫兹单元(3)还包括检测器(303),所述检测器(303)设于倍频链路(302)与前端天线(4)之间,所述检测器(303)的输出端连接至控制单元(1)。
4.如权利要求2所述的太赫兹频段电子调控笔,其特征在于,所述控制单元(1)包括fpga芯片(101),所述fpga芯片(101)的输入端连接至太赫兹输出频率调节端,所述fpga芯片(101)的输出端连接至锁相环(202)的第一输入端。
5.如权利要求4所述的太赫兹频段电子调控笔,其特征在于,所述控制单元(1)还包括蓝牙模块(102),所述蓝牙模块(102)与fpga芯片(101)相连。
6.如权利要求1至5任一项所述的太赫兹频段电子调控笔,其特征在于,所述调控笔还包括电源单元(6),所述电源单元(6)分别与控制单元(1)、波形调理单元(2)以及太赫兹单元(3)电连接。
7.如权利要求6所述的太赫兹频段电子调控笔,其特征在于,调控笔外壳(12)上设置有充电口(11)、电源开关及模式切换按键(8)以及与频率调节按键,所述充电口(11)与电源单元(6)电连接,所述电源开关及模式切换按键(8)与控制单元(1)电连接,所述频率调节按键与太赫兹输出频率调节端电连接。