[發(fā)明專利]脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710050214.X
• 申請日: 2007-10-11
• 公開（公告）號: CN101141122A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田書林;付在明;師奕兵;王厚軍;黃建國
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H03K5/01
• 分類號: H03K5/01;H03K5/12;G01R1/28
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 溫利平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高速脈沖信號發(fā)生技術(shù)領(lǐng)域，具體來講涉及一種脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

高速脈沖信號是構(gòu)成測試系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，在通信、雷達、半導(dǎo)體制造、集成電路測試、微處理器測試及地質(zhì)探測等各個與電子相關(guān)的行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。同時，在超寬帶通信、雷達、制導(dǎo)以及示波器校準中，對高速脈沖信號源有很大需求。

隨著微電子技術(shù)飛速發(fā)展和射頻電路的廣泛使用，其系統(tǒng)測試所需的脈沖信號源的性能指標也不斷提高，高速脈沖發(fā)生技術(shù)已逐步成為許多高速電路和高性能設(shè)備研制和測試的基礎(chǔ)?？焖傺剞D(zhuǎn)換技術(shù)在高速脈沖信號發(fā)生裝置中有著重要的作用，快速沿是高重復(fù)頻率脈沖、極窄脈沖和超寬帶通信脈沖信號的必備特征，是超高速系統(tǒng)測試、半導(dǎo)體檢測以及超寬帶雷達、超寬帶通信中必不可少的。

快速沿脈沖信號的產(chǎn)生，主要是通過隧道二極管、階躍恢復(fù)二極管、俘越二極管、雪崩三極管直接產(chǎn)生極窄脈沖信號，并利用其特殊性質(zhì)獲得極小的脈沖上升/下降沿時間。傳統(tǒng)的快速沿脈沖信號的應(yīng)用，極大的受制于脈沖信號的可編程能力及可控制性。數(shù)字合成式產(chǎn)生可編程脈沖信號由于其控制方便、調(diào)整分辨率高、精度高等優(yōu)點，而應(yīng)用廣泛。但是，對于合成式的脈沖產(chǎn)生方法，目前仍然缺乏具體的脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種為高速脈沖信號的產(chǎn)生提供方便的脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置，包括正反向階躍恢復(fù)二極管并聯(lián)構(gòu)成的脈沖快速沿整形電路，并聯(lián)的正反向階躍恢復(fù)二極管一端為快速沿脈沖信號輸出端，并通過一電阻接待整形的脈沖信號；另一端接到脈沖直流偏置電源端。

階躍恢復(fù)二極管為一種特殊的變?nèi)荻O管，通常被用在梳狀譜發(fā)生器、倍頻器和脈沖發(fā)生器中脈沖形成級器件。在本發(fā)明中則利用階躍恢復(fù)二極管具有反向恢復(fù)時間短的特點實現(xiàn)對脈沖上升/下降邊沿的整形：

當階躍恢復(fù)二極管由正向?qū)ㄟM入反向截止時，由于少子效應(yīng)，在一段時間內(nèi)階躍恢復(fù)二極管內(nèi)會有很大的反向電流，當反向電流把二極管內(nèi)的少子驅(qū)散干凈時，時間為t_q，t_q為少子驅(qū)散與復(fù)合時間，二極管內(nèi)的電流迅速趨向反向飽和電流-I₀，時間為t_t，t_t為PN結(jié)勢壘電容充放電時間即階躍恢復(fù)二極管由較大反向電流趨向反向飽和電流時間。這一過程表現(xiàn)在與之相連的負載上就是：負載上的電壓在tq期間不變，在t_t時間以內(nèi)迅速下降或者上升。利用階躍恢復(fù)二極管的這一階躍恢復(fù)特性，可以大大加速脈沖的上升/下降時間，其時間等于階躍恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時間，從而實現(xiàn)對脈沖快速沿整形的目的。

作為改進，本發(fā)明的脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置還包括兩只高頻三極管或高速開關(guān)三極管組成的差分電路，對待整形的脈沖信號進行整形放大，初步調(diào)整齊上升/下降時間，然后輸出到所述的脈沖快速沿整形電路。

作為進一步的改進，所述的差分電路的兩只高頻三極管或高速開關(guān)三極管的發(fā)射極通過一恒流源，接到到負電源，集電極通過各自的集電極電阻連接到一恒壓源，待整形的脈沖信號從基極輸入，整形放大后再從集電極輸出到所述的脈沖快速沿整形電路。

恒壓源控制差分電路的輸出脈沖信號的高電平，可以通過外圍電路設(shè)置來控制恒壓源輸出的穩(wěn)壓電平，該調(diào)整將有利于適應(yīng)于后端不同參數(shù)的正反向階躍恢復(fù)二極管并聯(lián)構(gòu)成的脈沖快速沿整形電路。

恒流源控制差分電路的輸出脈沖信號的幅度，可以通過外圍電路設(shè)置來控制恒流源輸出的恒定電流，該調(diào)整將有效的保證輸出幅度滿足不同參數(shù)的階躍恢復(fù)二極管的階躍恢復(fù)條件。

這樣可以通過非線性的方式，獨立控制差分電路輸出脈沖信號的幅度和電平以滿足脈沖快速沿整形電路中階躍恢復(fù)二極管的階躍恢復(fù)條件。

本發(fā)明脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置利用恒流源差動放大原理和階躍恢復(fù)二極管快速沿產(chǎn)生原理，通過差分電路實現(xiàn)待整形的脈沖信號，如數(shù)字電平的脈沖信號的整形放大，通過正反向并聯(lián)的階躍恢復(fù)二極管完成脈沖的前后沿的轉(zhuǎn)換，最小上升/下降時間達80pS。

同時，如果更換不同指標參數(shù)的階躍恢復(fù)二極管，通過調(diào)整恒壓源電壓、恒流源電流，本發(fā)明的脈沖快速沿轉(zhuǎn)換裝置可以完成對多種電平模式數(shù)字脈沖信號，甚至電平幅度范圍更加廣泛的輸入脈沖信號，即待整形的脈沖信號上升/下降沿轉(zhuǎn)換，得到相同幅度、不同上升/下降時間的快速沿脈沖信號。