CN107835000B - 一种用于脉冲码型发生器的输出电路 - Google Patents

一种用于脉冲码型发生器的输出电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于脉冲码型发生器的输出电路，其包括脉冲边沿调节电路、脉冲幅度控制电路、衰减器和线性放大器；其中，所述脉冲边沿调节电路对输入的脉宽差分信号进行边沿调节，设定脉冲上升沿和下降沿的时间，所述脉冲幅度控制电路与所述脉冲边沿调节电路连接，控制所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号的幅度；所述脉冲边沿调节电路通过所述衰减器与所述线性放大器连接，所述线性放大器对所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号进行线性放大，以达到设定的输出幅度。因此，本发明的脉冲输出控制电路应用于脉冲码型发生器时，能够提高脉冲码型发生器的性能。

Description

一种用于脉冲码型发生器的输出电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种用于脉冲码型发生器的输出电路。
背景技术
现有技术中，脉冲码型发生器不仅能产生简单脉冲、突发和连续脉冲流，其码型能力还能产生数据信号，而这一多功能性是数字器件测试应用的关键，因此，脉冲码型发生器广泛地应用于雷达、卫星导航、电子对抗、电子通信和航空航天等测试领域。而脉冲码型发生器的结构通常包括时钟产生部分，内存和逻辑部分，信号形状控制部分。而为了适应更高的测试要求，就要提高脉冲码型发生器的性能，则必须对脉冲码型发生器中各个结构部分进行优化。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用于脉冲码型发生器的输出电路，能够提高脉冲码型发生器的性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种用于脉冲码型发生器的输出电路，其包括脉冲边沿调节电路、脉冲幅度控制电路、衰减器和线性放大器；其中，
所述脉冲边沿调节电路对输入的脉宽差分信号进行边沿调节，设定脉冲上升沿和下降沿的时间，所述脉冲幅度控制电路与所述脉冲边沿调节电路连接，控制所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号的幅度；所述脉冲边沿调节电路通过所述衰减器与所述线性放大器连接，所述线性放大器对所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号进行线性放大，以达到设定的输出幅度。
根据一种具体的实施方式，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路中，所述脉冲边沿调节电路包括电平设定电路、电平放大电路、肖特基二极管桥、第一受控电流源、第二受控电流源、积分电容器和可变电平放大电路；其中，所述电平设定电路根据输入的脉宽差分信号而输出初始电平给所述电平放大电路，所述电平放大电路对所述初始电平放大，得到钳位电平；所述第一受控电流源、所述第二受控电流源、所述电平放大器和所述积分电路分别与所述肖特基二极管桥四个端头连接，并且，所述电平放大器通过输出所述钳位电平，控制所述第一受控电流源和所述第二受控电流源进入所述积分电容器的电流，所述可变电平放大电路与所述积分电容器连接，并对所述积分电容器的电压放大后输出。
进一步地，所述脉冲边沿调节电路中，所述可变电平放大电路与一个场效应管连接，所述场效应管用作为可变电阻，来控制所述可变电平放大电路对所述积分电容的电压的放大增益。
再进一步地，所述脉冲边沿调节电路中，所述第一受控电流源是由前沿控制信号控制，所述第二受控电流源由后沿控制信号控制。
根据一种具体的实施方式，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路中，所述脉冲幅度控制电路包括脉冲输入电路、脉冲幅度调节电路、乘法器和差分运放电路；其中，所述脉冲输入电路与所述乘法器连接，并将脉冲信号输出给所述乘法器；所述脉冲幅度调节电路与所述乘法器连接，并且所述脉冲幅度控制电路根据其接收的控制信号，输出相应的直流偏置电压给所述乘法器，调节输入至所述乘法器的脉冲信号的幅度，所述乘法器通过所述差分运放电路输出经幅度控制后的脉冲信号。
根据一种具体的实施方式，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路中，所述线性放大器，包括第一跟随器、第二跟随器、第一截断二极管、第二截断二极管、放大电路、第一推动电路和第二推动电路；其中，所述第一跟随器分别所述第一截断二极管与所述第一推动电路连接，所述第二跟随器分别所述第二截断二极管与所述第二推动电路连接，所述第一推动电路和所述第二推动电路分别与放大电路连接；同一脉冲信号同时输入至所述第一跟随器和所述第二跟随器，输入至所述第一跟随器的脉冲信号经所述第一截断二极管截断，将脉冲信号的正/负脉冲输入至所述第一推动电路，输入至所述第二跟随器的脉冲信号经所述第二截断二极管截断，将脉冲信号的负/正脉冲输入至所述第二推动电路，所述第一推动电路和所述第二推动电路的输出脉冲通过所述放大电路放大后合并输出。
根据一种具体的实施方式，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路还包括电平窗控制电路和可变增益控制电路；其中，所述衰减器与可变增益控制电路连接，所述电平窗控制电路和所述可变增益控制电路分别与所述线性放大器连接。
根据一种具体的实施方式，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路中，所述电平窗控制电路包括输出电压设定电路、第一恒压输出电路、第二恒压输出电路、电感器和输出限制电路；其中，
所述输出电压设定电路分别与所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路连接，并输出正向电压给所述第一恒压输出电路以及输出负向电压给所述第二恒压输出电路；所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路通过所述电感器与所述输出限制电路连接，并通过所述输出限制电路限制所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路的输出电压；
所述输出限制电路包括至少两条输出限制支路和相应数量的继电器，并通过继电器切换不同的输出限制支路与所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路连接。
根据一种具体的实施方式，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路中，所述可变增益控制电路包括第一差分对电路、第二差分对电路、第一开关集成电路、第二开关集成电路、第一恒流源和第二恒流源；其中，所述第一差分对电路和所述第二差分对电路分别具有一个电流负反馈电路，所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路分别连接多对电阻；并且，所述第一恒流源与所述第一差分对电路的电流负反馈电路连接，所述第二恒流源与所述第二差分对电路的电流负反馈电路连接，所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路分别并联在所述第一差分对电路和所述第二差分对电路的电流负反馈电路上；一组差分脉冲信号输入所述第一差分对电路与所述第二差分对电路的输入端，通过切换所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路的开关状态，控制所述第一差分对电路和所述第二差分对电路对所述差分脉冲信号的增益。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明用于脉冲码型发生器的输出电路包括脉冲边沿调节电路、脉冲幅度控制电路、衰减器和线性放大器；其中，所述脉冲边沿调节电路对输入的脉宽差分信号进行边沿调节，设定脉冲上升沿和下降沿的时间，所述脉冲幅度控制电路与所述脉冲边沿调节电路连接，控制所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号的幅度；所述脉冲边沿调节电路通过所述衰减器与所述线性放大器连接，所述线性放大器对所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号进行线性放大，以达到设定的输出幅度。因此，本发明的脉冲输出控制电路应用于脉冲码型发生器时，能够提高脉冲码型发生器的性能。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的一种实施例的结构示意图；
图3为本发明中脉冲边沿调节电路的结构示意图；
图4为本发明中脉冲边沿调节电路包括的电平设定电路、电平放大电路、肖特基二极管桥、第一受控电流源和第二受控电流源的电路图；
图5为本发明中脉冲边沿调节电路的积分电容器的电路图；
图6为本发明中脉冲边沿调节电路的可变电平放大电路电路图；
图7为本发明中脉冲边沿调节电路的脉宽差分信号生成电路的电路图；
图8为本发明中脉冲幅度控制电路的结构示意图；
图9为本发明中脉冲幅度控制电路的脉冲幅度调节电路的电路图；
图10为本发明中脉冲幅度控制电路的乘法器与差分运放电路连接的电路图；
图11为本发明中脉冲幅度控制电路采用衰减器的电路图；
图12为与图11中所示衰减器连接的输出电路的电路图；
图13为本发明中线性放大器的结构示意图；
图14为本发明中线性放大器包括的第一跟随器、第二跟随器、第一截断二极管和第二截断二极管的电路图；
图15和图16分别为本发明中线性放大器的第一推动电路和第二推动电路的电路图；
图17为本发明中线性放大器的放大电路的电路图；
图18为本发明中可变增益控制电路的结构示意图；
图19为本发明中电平窗控制电路的结构示意图；
图20为本发明中可变增益控制电路包括的第一差分对电路、第二差分对电路、第一开关集成电路和第二开关集成电路的电路图；
图21和图22分别为本发明中可变增益控制电路的第一恒流源和第二恒流源的电路图；
图23为本发明中电平窗控制电路包括的输出电压设定电路、第一恒压输出电路和第二恒压输出电路的电路图；
图24为本发明中电平窗控制电路的输出限制电路的电路图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示的本发明的结构示意图；其中，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路包括脉冲边沿调节电路、脉冲幅度控制电路、衰减器和线性放大器。
其中，所述脉冲边沿调节电路对输入的脉宽差分信号进行边沿调节，设定脉冲上升沿和下降沿的时间，所述脉冲幅度控制电路与所述脉冲边沿调节电路连接，控制所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号的幅度；所述脉冲边沿调节电路通过所述衰减器与所述线性放大器连接，所述线性放大器对所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号进行线性放大，以达到设定的输出幅度。
结合图2所示的本发明的一种实施例的结构示意图；其中，本发明用于脉冲码型发生器的输出电路还包括电平窗控制电路、可变增益控制电路和功率检测电路；其中，所述衰减器与可变增益控制电路连接，所述电平窗控制电路、所述可变增益控制电路和功率检测电路分别与所述线性放大器连接。
结合图3所示的脉冲边沿调节电路的结构示意图；其中，本发明的脉冲边沿调节电路包括电平设定电路、电平放大电路、肖特基二极管桥、第一受控电流源、第二受控电流源、积分电容器和可变电平放大电路。
其中，所述电平设定电路根据输入的脉宽差分信号而输出初始电平给所述电平放大电路，所述电平放大电路对所述初始电平放大，得到钳位电平；所述第一受控电流源、所述第二受控电流源、所述电平放大器和所述积分电路分别与所述肖特基二极管桥四个端头连接，并且，所述电平放大器通过输出所述钳位电平，控制所述第一受控电流源和所述第二受控电流源进入所述积分电容器的电流，所述可变电平放大电路与所述积分电容器连接，并对所述积分电容器的电压放大后输出。
具体的，可变电平放大电路与一个场效应管连接，所述场效应管用作为可变电阻，来控制所述可变电平放大电路对所述积分电容的电压的放大增益。
本发明的脉冲边沿调节电路中，所述第一受控电流源是由前沿控制信号控制，所述第二受控电流源由后沿控制信号控制。
结合图4～图6所示的电路图；本发明的脉冲边沿调节电路是一个提供前置放大并设定方波或脉冲波形的上升和下降时间。首先，将图7所示电路产生的脉宽差分信号PSR1和PSR2输入至差分线路接收器后，差分线路接收器将得到的初始电平送入放大器N3中进行放大，得到钳位电平，而且，钳位电平用R31，R36，R34和R35设定。放大器N3输出钳位电平驱动肖特基二极管V9和肖特基二极管V10来控制三极管V6和三极管V8进入积分电容器的(C121～C124、C126～C128和C114)中的一路。充电电流由N1，V5，V6和周围的元件依照V_LEDGE(0到+2.5V)的值设置,同样,放电电流由N2，V7，V8和周围的元件依照V_TEDGE(0到-2.5V)的数值设置。
边缘速率由通过控制晶体管阵集成电路N104设定，晶体管阵集成电路N104。如果晶体管阵集成电路N104的晶体管是断，其周围的积分电容器(C121～C124、C126～C128和C114)处于飘浮状态并有效地超脱电路。然而，如果晶体管阵集成电路N104的一个晶体管是通，它的电容器的一端被接地，而且电容器被接入电路。
积分电容的充电关系式如下：
电平放大器N3的输出幅度U和被积分电容器工作的电容是固定的，因此脉冲边缘的跃变时间Δt取决于ic。
肖特基二极管(V9和V10)转变两个电流源(N1和N2)之一进入电容的电荷。电流源控制来自电平转移器N3的+0.64V到-0.64V输入。两个电流源是相似的。他们被前沿控制信号V_LEDGE和后沿控制信号V_TEDGE控制。
前沿控制信号V_LEDGE输入从+10mV变化到+1.95V，放大器N1B和V5改变流经R30的电流，这个电流变化再经由N1A和V6所组成镜像电路，控制肖特基二极管桥电流流入积分电容器。因此Δt是可以由前沿控制信号V_LEDGE来定量。后沿的变化亦然。而且，积分电容器有六路C121～C124、C126～C128和C114，其中C121这一路总是在电路中，而另外五路的切换来自外部器件的控制信号。
结合图8所示的本发明中脉冲幅度控制电路的结构示意图；其中，本发明的脉冲幅度控制电路包括脉冲输入电路、脉冲幅度调节电路、乘法器和差分运放电路。
结合图9～图12所示的电路图；其中，所述脉冲输入电路与所述乘法器连接，并将脉冲信号输出给所述乘法器；所述脉冲幅度调节电路与所述乘法器连接，并且所述脉冲幅度控制电路根据其接收的控制信号，输出相应的直流偏置电压给所述乘法器，调节输入至所述乘法器的脉冲信号的幅度，所述乘法器通过所述差分运放电路输出经幅度控制后的脉冲信号。
具体的，差分运放电路与衰减器的14引脚连接，并将经幅度控制后的脉冲信号输出给所述衰减器。图12为与衰减器的11引脚连接的输出电路。
结合图13所示的本发明中线性放大器的结构示意图；其中，本发明的线性放大器包括第一跟随器、第二跟随器、第一截断二极管、第二截断二极管、放大电路、第一推动电路和第二推动电路。
其中，所述第一跟随器分别所述第一截断二极管与所述第一推动电路连接，所述第二跟随器分别所述第二截断二极管与所述第二推动电路连接，所述第一推动电路和所述第二推动电路分别与放大电路连接；同一脉冲信号同时输入至所述第一跟随器和所述第二跟随器，输入至所述第一跟随器的脉冲信号经所述第一截断二极管截断，将脉冲信号的正/负脉冲输入至所述第一推动电路，输入至所述第二跟随器的脉冲信号经所述第二截断二极管截断，将脉冲信号的负/正脉冲输入至所述第二推动电路，所述第一推动电路和所述第二推动电路的输出脉冲通过所述放大电路放大后合并输出。
具体的，结合图14～图17所示的电路图；其中，所述第一推动电路和所述第二推动电路为由四个三极管构成的共发射极推动电路。所述放大电路为四个三极管构成的共基极并联放大电路。所述第一推动电路和所述第二推动电路的控制信号为所述脉冲信号的可变增益控制信号。在实施时，第一推动电路和所述第二推动电路还分别连接功率检测电路。
结合图18所示的本发明中可变增益控制电路的结构示意图；其中，本发明的可变增益控制电路，其包括第一差分对电路、第二差分对电路、第一开关集成电路、第二开关集成电路、第一恒流源和第二恒流源。
其中，所述第一差分对电路和所述第二差分对电路分别具有一个电流负反馈电路，所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路分别连接多对电阻；并且，所述第一恒流源与所述第一差分对电路的电流负反馈电路连接，所述第二恒流源与所述第二差分对电路的电流负反馈电路连接，所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路分别并联在所述第一差分对电路和所述第二差分对电路的电流负反馈电路上；一组差分脉冲信号输入所述第一差分对电路与所述第二差分对电路的输入端，通过切换所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路的开关状态，控制所述第一差分对电路和所述第二差分对电路对所述差分脉冲信号的增益。
具体的，结合图20所示的电路图，第一开关集成电路和第二开关集成电路上连接的电阻的对数相同，并且同一对电阻中的电阻阻值相同。第一开关集成电路和第二开关集成电路通过切换开关状态，使并联至第一差分对电路和第二差分对电路的电流负反馈电路的电阻阻值在一定范围内变化。
在实施时，本发明的可变增益控制电路中，第一差分对电路和第二差分对电路分别由两个三极管构成，并且电流负反馈电路连接在第一差分对电路和第二差分对电路的两个三极管的发射极之间。同时，图21和图22为本发明的可变增益控制电路中的第一恒流源和第二恒流源的电路图。
结合图19所示的本发明中电平窗控制电路的结构示意图；其中，本发明的电平窗控制电路包括输出电压设定电路、第一恒压输出电路、第二恒压输出电路、电感器和输出限制电路；其中，输出电压设定电路分别与第一恒压输出电路和第二恒压输出电路连接，并输出正向电压给第一恒压输出电路以及输出负向电压给第二恒压输出电路；第一恒压输出电路和第二恒压输出电路通过电感器与输出限制电路连接，并通过输出限制电路限制第一恒压输出电路和第二恒压输出电路的输出电压。
具体的，输出限制电路包括至少两条输出限制支路和相应数量的继电器，并通过继电器切换不同的输出限制支路与第一恒压输出电路和第二恒压输出电路连接。
结合图23和图24所示的电路图；其中，第一恒压输出电路和第二恒压输出电路均由两个并联的恒压源构成。而且，输出电压设定电路与数模转换器连接，并根据数模转换器输出的模拟信号，调节第一恒压输出电路和第二恒压输出电路的输出电压。输出限制电路中的输出限制支路之间相互并联，其中一条输出限制支路为电压跟随电路，其余的输出限制支路通过相应的继电器切换成不同的负载状态。

Claims (4)

1.一种用于脉冲码型发生器的输出电路，其特征在于，包括脉冲边沿调节电路、脉冲幅度控制电路、衰减器和线性放大器；其中，
所述脉冲边沿调节电路对输入的脉宽差分信号进行边沿调节，设定脉冲上升沿和下降沿的时间，所述脉冲幅度控制电路与所述脉冲边沿调节电路连接，控制所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号的幅度；所述脉冲边沿调节电路通过所述衰减器与所述线性放大器连接，所述线性放大器对所述脉冲边沿调节电路输出的脉冲信号进行线性放大，以达到设定的输出幅度；
所述脉冲边沿调节电路包括电平设定电路、电平放大电路、肖特基二极管桥、第一受控电流源、第二受控电流源、积分电容器和可变电平放大电路；其中，所述电平设定电路根据输入的脉宽差分信号而输出初始电平给所述电平放大电路，所述电平放大电路对所述初始电平放大，得到钳位电平；所述第一受控电流源、所述第二受控电流源、所述电平放大电路和所述积分电容器分别与所述肖特基二极管桥四个端头连接，并且，所述电平放大电路通过输出所述钳位电平，控制所述第一受控电流源和所述第二受控电流源进入所述积分电容器的电流，所述可变电平放大电路与所述积分电容器连接，并对所述积分电容器的电压放大后输出；
所述脉冲边沿调节电路中，所述可变电平放大电路与一个场效应管连接，所述场效应管用作为可变电阻，来控制所述可变电平放大电路对所述积分电容的电压的放大增益；
所述脉冲边沿调节电路中，所述第一受控电流源是由前沿控制信号控制，所述第二受控电流源由后沿控制信号控制；
所述脉冲幅度控制电路包括脉冲输入电路、脉冲幅度调节电路、乘法器和差分运放电路；其中，所述脉冲输入电路与所述乘法器连接，并将脉冲信号输出给所述乘法器；所述脉冲幅度调节电路与所述乘法器连接，并且所述脉冲幅度调节电路根据其接收的控制信号，输出相应的直流偏置电压给所述乘法器，调节输入至所述乘法器的脉冲信号的幅度，所述乘法器通过所述差分运放电路输出经幅度控制后的脉冲信号；
所述线性放大器包括第一跟随器、第二跟随器、第一截断二极管、第二截断二极管、放大电路、第一推动电路和第二推动电路；其中，所述第一跟随器分别所述第一截断二极管与所述第一推动电路连接，所述第二跟随器分别所述第二截断二极管与所述第二推动电路连接，所述第一推动电路和所述第二推动电路分别与放大电路连接；同一脉冲信号同时输入至所述第一跟随器和所述第二跟随器，输入至所述第一跟随器的脉冲信号经所述第一截断二极管截断，将脉冲信号的正/负脉冲输入至所述第一推动电路，输入至所述第二跟随器的脉冲信号经所述第二截断二极管截断，将脉冲信号的负/正脉冲输入至所述第二推动电路，所述第一推动电路和所述第二推动电路的输出脉冲通过所述放大电路放大后合并输出。
2.如权利要求1所述的用于脉冲码型发生器的输出电路，其特征在于，还包括电平窗控制电路和可变增益控制电路；其中，所述衰减器与可变增益控制电路连接，所述电平窗控制电路和所述可变增益控制电路分别与所述线性放大器连接。
3.如权利要求2所述的用于脉冲码型发生器的输出电路，其特征在于，所述电平窗控制电路包括输出电压设定电路、第一恒压输出电路、第二恒压输出电路、电感器和输出限制电路；其中，
所述输出电压设定电路分别与所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路连接，并输出正向电压给所述第一恒压输出电路以及输出负向电压给所述第二恒压输出电路；所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路通过所述电感器与所述输出限制电路连接，并通过所述输出限制电路限制所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路的输出电压；
所述输出限制电路包括至少两条输出限制支路和相应数量的继电器，并通过继电器切换不同的输出限制支路与所述第一恒压输出电路和所述第二恒压输出电路连接。
4.如权利要求2所述的用于脉冲码型发生器的输出电路，其特征在于，所述可变增益控制电路包括第一差分对电路、第二差分对电路、第一开关集成电路、第二开关集成电路、第一恒流源和第二恒流源；其中，所述第一差分对电路和所述第二差分对电路分别具有一个电流负反馈电路，所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路分别连接多对电阻；并且，所述第一恒流源与所述第一差分对电路的电流负反馈电路连接，所述第二恒流源与所述第二差分对电路的电流负反馈电路连接，所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路分别并联在所述第一差分对电路和所述第二差分对电路的电流负反馈电路上；一组差分脉冲信号输入所述第一差分对电路与所述第二差分对电路的输入端，通过切换所述第一开关集成电路和所述第二开关集成电路的开关状态，控制所述第一差分对电路和所述第二差分对电路对所述差分脉冲信号的增益。
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