[实用新型]一种超快沿脉冲信号发生器

说明书

本实用新型公开了一种超快沿脉冲信号发生器，包括FPGA控制电路、电平转换器、引脚驱动器、数模转换器、电压跟随器、反相放大器、同相放大器、隔离电路I、直流偏置阶跃电路、可控恒流源和隔离电路II。FPGA编程产生脉冲频率和占空比可调的数字脉冲信号；电平转换器以及引脚驱动器构成的电路将数字脉冲信号转换为纳秒级边沿的脉冲信号；阶跃恢复二极管以及可控恒流源构成的直流偏置阶跃电路将纳秒级边沿的脉冲信号压缩为皮秒级边沿的脉冲信号；FPGA控制数模转换器输出三个电压值来调节脉冲信号的幅度和高、低电平；肖特基二极管构成的隔离电路来防止脉冲信号高频分量的分流，最终输出频率、占空比、幅度和电平等参数可调的皮秒级边沿的脉冲信号。

技术领域

本实用新型涉及通信和测试计量领域，尤其是涉及一种超快沿脉冲信号发生器。

背景技术

超快沿脉冲信号，是高端信号发生器的主要信号类型，广泛应用于通信和测试计量领域，随着对超快沿脉冲信号研究的深入，所需求的关键指标要求也日益变高，主要体现在越来越陡峭的边沿变化和越来越短的边沿时间上。

采用隧道二极管、雪崩晶体管、阶跃恢复二极管等器件搭建的传统脉冲信号产生电路已经无法满足当前需求，因为随着脉冲边沿时间逐渐向皮秒级发展，脉冲信号高频分量越来越丰富且带宽越来越高。此外，受限于基础工艺水平的发展，器件本身的寄生电感、寄生电容等随着频率增加对脉冲信号带来越来越显著的影响，为了提高超快沿脉冲信号的指标及波形质量，人们开始从器件的工艺水平着手，采用超高速集成逻辑器件，通过搭建外围辅助电路，实现超快沿脉冲信号的产生。

在国内的超快沿脉冲信号发展领域，由于研究起步较晚且受限于半导体集成工艺技术发展，目前主要采用隧道二极管、雪崩晶体管、阶跃恢复二极管等器件搭建脉冲信号产生电路。随着相关领域对于脉冲边沿时间要求越来越高，现在的脉冲信号产生电路已经不能满足需求，我国急需开展相关技术研究，借助于集成器件的优势实现超快沿脉冲信号的产生。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种超快沿脉冲信号发生器，可产生频率、占空比、幅度和电平等参数可调的皮秒级边沿的脉冲信号，以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种超快沿脉冲信号发生器，其特征在于：包括FPGA控制电路、电平转换器、引脚驱动器、数模转换器、电压跟随器、反相放大器、同相放大器、隔离电路I、直流偏置阶跃电路、可控恒流源和隔离电路II。

进一步地，所述FPGA控制电路的控制信号输出端分别与引脚驱动器的信号输入端和数模转换器的信号输入端电气连接，数模转换器的信号输出端分别与电压跟随器的信号输入端、反相放大器的信号输入端和可控恒流源的信号输入端电气连接，电压跟随器的信号输出端与引脚驱动器的信号输入端电气连接，反相放大器的信号输出端与引脚驱动器的信号输入端电气连接，可控恒流源的信号输出端与直流偏置阶跃电路的信号输入端电气连接。

进一步地，所述FPGA控制电路的脉冲信号输出端与电平转换器的信号输入端电气连接，电平转换器的信号输出端与引脚驱动器的信号输入端电气连接，引脚驱动器的信号输出端与同相放大器的信号输入端电气连接，同相放大器的信号输出端与隔离电路I的信号输入端电气连接，隔离电路I的信号输出端与直流偏置阶跃电路的信号输入端电气连接，直流偏置阶跃电路的信号输出端与隔离电路II的信号输入端电气连接，由隔离电路II输出频率、占空比、幅度和电平等参数可调的超快沿脉冲信号。

作为优选，所述电平转换器采用MC100EPT22DTG芯片。

作为优选，所述引脚驱动器采用ADATE209BBCZ芯片。

作为优选，所述数模转换器采用LTC2600IGN芯片。

作为优选，所述电压跟随器和反相放大器采用LT1112S8芯片。

作为优选，所述同相放大器采用THS3201DGK芯片。