Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

08-02-2018

Простой, но высококачественный генератор наносекундных импульсов

Linear Technology » LT1721

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2017

Jim Williams, Linear Technology

EDN

Если требуются очень короткие импульсы, запускаемые внешним сигналом, например, для таких приложений, как устройства выборки, этот предсказуемо программируемый генератор будет вам полезен. Длительность выходного сигнала схемы на Рисунке 1, сделанной на счетверенном высокоскоростном компараторе и быстродействующем логическом элементе, регулируется от 0 до 10 нс при длительности фронта 520 пс и амплитуде 5 В. При отклонении напряжения питания 5 В на 65% длительность импульса меняется менее чем на 100 пс. Минимальная длительность входного импульса запуска равна 30 нс, а задержка между входом и выходом составляет 18 нс.

Простой, но высококачественный генератор наносекундных импульсов
Рисунок 1. Этот генератор формирует импульсы длительностью от 0 до 10 нс
с передним фронтом 520 пс. Компаратор IC1 разгружает согласующий
резистор дифференциальными цепями задержки. Комплементарные
выходы микросхем IC2-IC3 отображают разность задержек сдвигом
передних фронтов своих импульсов. Выходной положительный импульс
логического элемента G1 существует в течение времени, пока сигналы
на обоих выходах компараторов IC2-IC3 имеют высокий уровень.

Компаратор IC1 инвертирует входной импульс (Рисунок 2, осциллограмма A) и изолирует от остальной схемы согласующий резистор 50 Ом. Выход IC1 подключен к двум RC-цепочкам – с фиксированной и переменной постоянными времени. Программирующий резистор RG в основном определяет разность постоянных времени заряда цепочек и, следовательно, задержку, масштаб которой равен примерно 80 Ом/нс. Компараторы IC2 и IC3, включенные детекторами уровней с противоположной полярностью выходных сигналов, отображают разность задержек сдвигом передних фронтов своих импульсов. Выходной сигнал компаратора IC3 в канале с фиксированной задержкой представлен осциллограммой B, а сигнал на выходе IC2 в канале с переменной задержкой – осциллограммой C. Выходной импульс схемы на выходе логического элемента G1 (осциллограмма D) существует в течение времени, пока сигналы на обоих его входах имеют высокий уровень.

Простой, но высококачественный генератор наносекундных импульсов
Рисунок 2. Формы сигналов в схеме генератора, измеренные осциллографом
реального времени с полосой пропускания 400 МГц.
A – «ВХОД»,
B – выход IC3 (фиксированная задержка),
C – выход IC2 (переменная задержка),
D – «ВЫХОД».
 
Простой, но высококачественный генератор наносекундных импульсов
Рисунок 3. 5-наносекундный выходной импульс при R = 390 Ом имеет хорошую форму
и аккуратные фронты. Звон на плоской вершине импульса в пределах 8%
обусловлен индуктивностью проводников, идущих к элементу G1, и
неидеальностью кабеля, соединяющего щуп с осциллографом.

Полученный при R = 390 Ом выходной импульс, показанный на Рисунке 3, имеет амплитуду 5 В и длительность, измеренную по уровню 50% – 5 нс. Импульс имеет хорошую форму и аккуратные фронты. Выброс переднего фронта, составляющий примерно 8%, обусловлен индуктивностью проводников, идущих к элементу G1, и неидеальностью кабеля, соединяющего щуп с осциллографом. На Рисунке 4 показан самый узкий импульс, при котором сохраняется полная амплитуда 5 В. Ширина импульса, измерявшаяся в стробоскопическом режиме в полосе частот 3.9 ГГц, равна 1 нс по уровню амплитуды 50% и 1.7 нс у основания. Импульс может быть еще короче, если допустимо, что его амплитуда будет меньше 5 В.

Простой, но высококачественный генератор наносекундных импульсов
Рисунок 4. Наименьшая ширина импульса равна 1 нс по уровню половинной
амплитуды и 1.7 нс по основанию. Измерения выполнялись
в полосе частот 3.9 ГГц.
 
Простой, но высококачественный генератор наносекундных импульсов
Рисунок 5. Импульс с неполной амплитудой 3.3 В имеет длительность 700 пс,
а ширину у основания – 1.25 нс. Зернистость осциллограммы
обусловлена артефактами стробоскопического режима осциллографа.

Минимально достижимая ширина импульса ограничена временем нарастания микросхемы G1. Импульс с неполной амплитудой 3.3 В имеет длительность 700 пс, а ширину у основания – 1.25 нс (Рисунок 5). Время нарастания импульса на Рисунке 6, измеренное в стробоскопическом режиме в полосе частот 3.9 ГГц, равно 520 пс. Время спада равно времени нарастания. Фронт импульса имеет четко определенную форму и свободен от артефактов.

Простой, но высококачественный генератор наносекундных импульсов
Рисунок 6. Детальное изображение переднего фронта, измеренного в полосе
частот 3.9 ГГц стробоскопическим осциллографом с временем
нарастания 90 пс, показывает, что его длительность равна 520 пс.
Задний фронт имеет такую же длительность. Зернистость
осциллограммы обусловлена артефактами стробоскопического
режима осциллографа.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Simple nanosecond-width pulse generator provides high performance

LT1721 на РадиоЛоцман.Цены — от 253 до 724 руб.
Dual/Quad, 4.5ns, Single Supply 3V/5V Comparators with Rail-to-Rail Outputs
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ТерраэлектроникаLinear TechnologyLT1721IGN#PBF253 руб.
ЗУМ-ЭКLinear TechnologyLT1721IGN#PBF290 руб.
LifeElectronicsLinear TechnologyLT1721IGN#TRпо запросу
ЭлектроПластLT1721CGNC1по запросу
ЭлрусLinear TechnologyLT1721IGN#PBFпо запросу
Все 21 предложений от 19 поставщиков »
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Рекомендуемые публикации по теме:
Форум  »
Простой генератор импульсов
Форум  »
Обсуждение: Простой источник коротких импульсов не уступает дорогостоящему лабораторному оборудованию
Форум  »
Генератор импульсов
Форум  »
Обсуждение: Генератор импульсов
Схемы  »
Генератор импульсов

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Срезы ↓
Лазерный дальномер Leica Disto D1
Дальномер Leica Disto D1
Дальность измерения: 0.2 - 40 м
Цена: от 4 999 руб.
Доставка: Россия
Тепловизор Testo 875-1i
Тепловизор Testo 875-1i
матрица 160x120 пкс, NETD < 50 мК
Цена: от 190 000 руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
Источник питания Актаком APS-1303
Источник питания Актаком APS-1303
2 LED дисплея, 0…30 В, 0…3 А
Цена: от 9 700 руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
Рейтинг@Mail.ru