[发明专利]一种高速极窄脉冲数字合成装置

说明书

技术领域

本发明属于高速脉冲产生技术领域，更为具体地讲，涉及一种高速极窄脉冲数字合成装置。

背景技术

极窄脉冲信号是各种电子设备冲激响应测试的关键因素，是高精度定时技术、时域反射技术与时域传输技术的基础。对于各种射频器/部件与设备、数字设备与系统的测试与研制至关重要，在航空航天、雷达、通信、集成电路、半导体特性测试等各个相关电子行业都有着广泛的应用。同时，高速脉冲信号发生器、高速数据/码型发生器、时域反射计、线缆测试仪等通用测试仪器中，极窄脉冲合成装置都是关键部件。

随着射频电子、微波技术的飞速发展，宽带通信、脉冲雷达等新兴技术及新型半导体材料的不断涌现，使得各种高速高性能的探测设备的应用也越来越广泛。高速极窄脉冲、快沿脉冲、深度可编程脉冲等技术已经逐步成为高速高性能电子系统发展的关键技术中的重要内容。其中数字化极窄脉冲的合成技术，由于利于集成和可标准化、模块化的优点，其设计需求更加广泛。

由于半导体、集成电路、数字电路测试，以及通信、雷达、探测等领域中对中小功率的通用型脉冲信号的需求不断凸现高速化，对脉冲宽度的要求不断提高，并且标准化、模块化、易集成的需求也变得更加普遍。但是，脉冲产生的传统方法是通过振荡电路或者频率合成与整形相结合来实现，其产生脉冲宽度受限于信号频率，特别是对于现代脉宽小于1ns的超高速射频应用。而且，传统方法还存在脉宽可控能力低、脉宽精度低等缺陷，电路相对复杂，难以标准化。因此，传统方法限制了脉冲宽度的进一步极窄化，难以保证脉宽精度、实现脉宽可调，且硬件电路复杂难以标准化、模块化。高速脉冲的数字化合成与控制具有脉宽精度高、控制方便、电路简单等优点，在高速电子设备、器件的测试中应用广泛。但是，由于受器件传输延迟和传输线性能的限制目前还缺乏最小脉宽小于1ns且具有脉宽可控能力的模块化的极窄脉冲合成装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高速极窄脉冲数字合成装置，进一步提高了最小脉宽的数字合成能力，同时具有脉宽可控能力的模块化性能。

为实现上述发明目的，本发明高速极窄脉冲数字合成装置，其特征在于，包括扇出电路，脉宽控制电路，第一脉宽锐化电路，第二脉宽锐化电路，脉冲波形合成电路；

扇出电路包括信号扇出器；

脉宽控制电路包括可编程延迟线；

第一脉宽锐化电路包括第一D触发器和第一传输门；

第二脉宽锐化电路包括第二D触发器和第二传输门；

脉冲波形合成电路包括第三D触发器；

信号扇出器将输入的数字脉冲信号S_IN扇出为上升沿信号S_L和下降沿信号S_T两路初始同步的信号，上升沿信号S_L分别送入第一脉宽锐化电路中的第一传输门和第一D触发器的CLK端，第一传输门的输出信号S_L'送入第一D触发器的CLR端，下降沿信号S_T直接送入可编程延迟线，可编程延迟线的输出信号S_T-D分别送入第二脉宽锐化电路中的第二传输门和第二D触发器的CLK端，第二传输门的输出信号S_T-D'送入第二D触发器的CLR端，第一D触发器Q端的输出信号S'_L送入第三D触发器的CLK端，第二D触发器Q端的输出信号S'_T-D送入第三D触发器的CLR端，再通过第三D触发器Q端输出可控极窄脉冲信号S_OUT；

第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器的D端均为高电平VCC。

其中，可编程延迟线为数控可编程延迟线或模拟电平控制延迟线；数控可编程延迟线直接通过外围电路提供延迟线控制数据，模拟电平控制延迟线先将外围电路提供的延迟线控制数据通过数模转换电路转换后再提供延迟线控制数据。脉宽控制电路控制脉冲波形合成电路输出的可控极窄脉冲信号S_OUT的宽度。脉宽锐化电路锐化后的脉冲宽度小于脉冲波形合成电路输出的可控极窄脉冲信号S_OUT宽度。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明高速极窄脉冲数字合成装置，数字脉冲信号通过高速极窄脉冲数字合成装置后，产生出脉宽小于200ps的可控极窄脉冲信号。可控极窄脉冲信号宽度取决于下降沿与上升沿信号之间的相对延迟，因此通过控制可编程延迟线就实现了脉宽可调的极窄脉冲合成。

同时，本发明高速极窄脉冲数字合成装置还具有以下有益效果：