[发明专利]一种高压快沿负脉冲发生装置

说明书

本发明公开了一种高压快沿负脉冲发生装置，该装置基于FPGA的控制，通过对电阻R1和电阻R2的电阻值进行调节，来调节输出电压的幅值，通过对电容器C1的调节，能够很好地实现该负脉冲发生装置的下降沿时间达到30ns以内，且波形幅值稳定，波纹小；该负脉冲发生装置的电路实现简单，且装置的可靠性高且成本更低，能够很方便地实现电压幅值、脉宽和下降沿时间的设置，并且信号精度高，能够广泛应用在高严苛的纳秒级工业测量领域，提高了有效测量精度。

技术领域

本发明涉及工业测量设备领域，具体涉及一种高压快沿负脉冲发生装置。

背景技术

脉冲信号发生器，能够产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器，广泛用于测试线性系统的瞬态响应，或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。

而在工业测量领域中，现有的高压负脉冲发生装置主要采用板级集成的负脉冲发生装置，而这类板级集成的负脉冲发生装置的下降沿时间达不到纳秒级，满足不了高严苛纳秒级工业测量领域的需求；此外，也出现了一些能够实现下降沿时间达到纳秒级的负脉冲发生装置，然而这些纳秒级的负脉冲发生装置采用的是体积庞大的专用信号发生装置，价格昂贵，且不利于集成化和小型化的测试需求。

发明内容

为了解决现有的板级负脉冲发生装置的下降沿时间达不到纳秒级，无法满足纳秒级测量需求；以及专用信号发生装置，价格昂贵，体积庞大不适用于集成化和小型化测试需求等技术问题，本发明提出了一种高压快沿负脉冲发生装置，该装置结构简单，且可靠性高，成本低，能够很好地实现电压幅值、脉宽和下降沿时间的设置，适用于高严苛的工业测量领域。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高压快沿负脉冲发生装置，由FPGA、D/A转换装置、模拟开关和运算放大器构成；

所述FPGA输出控制信号到D/A转换装置和模拟开关的控制输入端，实现对D/A转换装置和模拟开关的控制；所述FPGA输出电压信号到D/A转换装置的数据输入端，经D/A转换装置将数字信号转换为模拟信号经其输出端输出，所述D/A转换装置输出的模拟信号经过模拟开关输出；所述模拟开关输出的模拟信号通过电阻R1到运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的输出端输出的信号分别经过电阻R2和电容器C1反馈到其反相输入端；所述运算放大器的输出端输出一个负脉冲，所述运算放大器同相输入端接地；通过调节电阻R1和电阻R2的电阻值来调节输出电压的幅值；通过调节电容器C1的电容值来调节负脉冲的下降沿时间。

本发明的高压快沿负脉冲发生装置，电路实现更加简单，装置的可靠性高且成本低；基于FPGA，结合电阻和电容器，能够很方便地实现对电压幅值、脉宽和下降沿时间的设置，能够简单可靠地使得下降沿时间达到纳秒级，能够广泛应用于高严苛纳秒级的工业测量需求，且适用于工业测试领域的集成和小型化测试。

优选的，所述电阻R1取1kΩ，电阻取值7.87kΩ，电容器C1取值1.8pF。

优选的，所述FPGA输出控制信号到D/A转换装置控制D/A转换装置将FPGA输出的数字信号转换为模拟信号。

优选的，所述FPGA输出控制信号到模拟开关，控制模拟开关的开断时间，由此控制负脉冲信号的脉宽。

优选的，所述D/A转换装置为AD5620，所述模拟开关为TS5A63157，所述运算放大器为PA119CE。

本发明具有如下的优点和有益效果：