[實用新型]一種數字式脈寬可調超寬帶脈沖產生裝置

無效

• 申請號: 200820113725.1
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN201323559Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 歐陽繕;謝躍雷;蔣留兵;王振;盧會群
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H03K5/06
• 分類號: H03K5/06
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司
• 代理人: 馬 蘭

技術領域

本實用新型涉及超寬帶(UWB：Ultra-wideband)技術領域，特別涉及一種數字式脈寬可調超寬帶脈沖產生裝置。

背景技術

根據美國聯邦通信委員會(FCC)定義，超帶寬信號是指在-10dB處帶寬大于500MHz或相對帶寬大于20％，且中心頻率大于500MHz的信號。超寬帶信號在時域上表現為快速上升和下降的脈沖，脈沖的持續時間極短，通常只有幾百皮秒到幾個納秒，因此信號帶寬極大，可達數GHz。超寬帶技術應用于雷達、無線通信領域，可顯著提高雷達分辨率及無線通信速率，同時具有較低的系統功耗，成為當前研究的熱點。

極窄脈沖的產生是超寬帶技術的關鍵。極窄脈沖產生電路的性能與所使用的高速器件有關，目前常用的有隧道二極管、階躍恢復二極管、雪崩二極管等器件，其中，隧道二極管和階躍恢復二極管所產生的脈沖，上升時間可達幾十到幾百皮秒，但其幅度小。而雪崩晶體管產生的脈沖，上升時間可達1～2ns，輸出脈沖幅度可達幾十伏，但需要較高的電源電壓，不利于集成應用。為解決上述問題，公告號為CN1202618C的中國實用新型專利說明書公開的一種《亞納秒持續時間的超寬帶窄帶脈沖發生器》該發生器由基帶信號源產生方波信號輸入，經微分器、基極零偏置放大器、濾波器后，由寬帶低噪聲放大器輸出亞納秒持續時間的超帶寬窄脈沖。該發生器基于模擬電路技術，核心部分是RC微分電路，理論上可以產生極窄脈沖，但在工程實現中，對電源穩定性、基帶信號源產生的方波上升、下降時間及電平抖動要求很高，且RC電路的時常數選取將十分困難。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電路簡單、易于集成實現的一種數字式脈寬可調超寬帶脈沖產生裝置。

本實用新型所設計的一種數字式脈寬可調超寬帶脈沖產生裝置，包括數字信源模塊、電平轉換及時鐘分配模塊、延遲控制模塊、脈沖產生模塊、微分電路模塊、低噪聲寬帶功率放大模塊依次相串聯組合而成，由數字信源模塊產生的一定周期的TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)電平的時鐘信號，通過電平轉換及時鐘分配模塊轉換且分配成3路ECL(射頻耦合邏輯)電平的時鐘信號，延遲控制模塊調節3路ECL電平的時鐘信號的延遲差，信號經過不同延遲后送入脈沖產生模塊產生一個極窄脈沖，極窄脈沖通過微分電路模塊和低噪聲寬帶功率放大模塊后輸出超寬帶脈沖信號。

作為上述方案的改進，在延時控制模塊和脈沖產生模塊之間串接邊沿整理模塊，邊沿整理模塊將延時控制模塊輸出的ECL電平的時鐘信號的上升沿和下降沿改善，減小上升和下降時間，可有效提高輸出的極窄脈沖的幅度。

上述方案中，所述電平轉換及時鐘分配模塊包括1個電平轉換器和3個時鐘分配器，輸入的TTL電平的時鐘信號通過電平轉換器轉換為一對互非的ECL電平的時鐘信號后同時輸出至3個時鐘分配器，時鐘分配器分別輸出3路ECL電平的時鐘信號，其中第一路ECL電平的時鐘信號與第二路ECL電平的時鐘信號的相位相同，第三路ECL電平的時鐘信號與第一路ECL電平的時鐘信號和第二路ECL電平的時鐘信號相位相反。

上述方案中，所述延遲控制模塊包括2個延時差大于脈沖產生模塊的傳輸延遲的延時器，第一路ECL電平的時鐘信號與第二路ECL電平的時鐘信號分別通過兩個延時器輸出，第三路ECL電平的時鐘信號直通輸出。

所述的2個延時器的延時差是固定的，最終產生的極窄脈沖的寬度由第一、二路ECL電平的時鐘信號的延遲差決定，因此為使所產生的極窄脈沖的寬度是可調的，所述延時器最好為延時可調的可編程延遲線。

上述方案中，所述脈沖產生模塊為2個高速ECL與門電路，第二路ECL電平的時鐘信號和第三路ECL電平的時鐘信號分別接入一級ECL與門電路的輸入端，一級ECL與門電路的輸出端與第一路ECL電平的時鐘信號分別接至二級ECL與門電路的一個輸入端，二級ECL與門電路的輸出為脈沖產生模塊的輸出。

本實用新型的設計構思是利用高速ECL門器件和可編程延遲器件產生超帶寬脈沖。數字信源產生的一定周期的TTL數字時鐘脈沖，通過電平轉換器將數字時鐘電平轉換成ECL電平，利用兩個可編程延遲器調節延遲差。信號經過不同延遲后送入脈沖產生器，由于延時不同，進入脈沖產生器的信號就有一定的時間差，脈沖產生器可以產生一個極窄脈沖，該脈沖的理論寬度與兩路延遲信號的時間差相等，極窄脈沖通過低噪聲寬帶功率放大器，就可得到一定功率的超帶寬脈沖。