CN111007765A - 一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置 - Google Patents

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刘宾
邓发玉
王小兰
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Abstract

本发明公开了一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，FPGA控制单元的控制信号输出端分别与引脚驱动器、第一模数转换器和第二数模转换器的信号输入端电气连接，第一模数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，第二模数转换器的信号输出端分别与加法器和乘法器的信号输入端电气连接；FPGA控制单元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加法器的信号输入端电气连接，加法器的信号输出端通过乘法器与运算放大器电气连接；本装置可产生幅度、频率和脉宽等参数可调的纳秒级上/下升沿的脉冲信号。

Description

一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置
技术领域
本发明涉及一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，属于通信和测试计量领域。
背景技术
脉冲信号源作为通信和测试计量领域重要的一种测试工具，已广泛应用于高速电子系统动态特性的分析、半导体材料、电介质和磁介质等的测量。因此，对脉冲信号源的性能指标提出了更高的要求。脉冲信号参数的可编程能力，频率、幅度和脉宽精度及分辨率，上/下升沿的时间等决定了高速脉冲信号源的水平的重要标志。但由于国内起步较晚和技术不足等原因，导致目前脉冲信号源还不能满足各个领域的测试与计量的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，可产生幅度、频率和脉宽等参数可调的纳秒级上/下升沿的脉冲信号，以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是：一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，包括FPGA控制单元、电平转换器、引脚驱动器、加法器、乘法器、运算放大器、第一数模转换器和第二数模转换器，其中，
所述FPGA控制单元的控制信号输出端分别与所述引脚驱动器的信号输入端、所述第一模数转换器的信号输入端和所述第二数模转换器的信号输入端电气连接，所述第一模数转换器的信号输出端与所述引脚驱动器的信号输入端电气连接，所述第二模数转换器的信号输出端分别与所述加法器的信号输入端和所述乘法器的信号输入端电气连接；
所述FPGA控制单元的脉冲信号输出端与所述电平转换器的信号输入端电气连接，所述电平转换器的信号输出端与所述引脚驱动器的信号输入端电气连接，所述引脚驱动器的信号输出端与所述加法器的信号输入端电气连接，所述加法器的信号输出端与所述乘法器的信号输入端电气连接，所述乘法器的信号输出端与所述运算放大器的信号输入端电气连接，由所述运算放大器输出脉冲参数可调的快沿脉冲信号。
优选的，所述FPGA控制单元采用Altera 的FPGA芯片EP3C120F484I7，FPGA配置芯片EPCS64SI16N。
优选的，所述电平转换器采用ON Semiconductor 生产的电平转换芯片MC100EPT22DG。
优选的，所述引脚驱动器采用ADI生产的引脚驱动器ADATE209BBCZ。
优选的，所述第一模数转换器采用Linear生产的模数转换器LTC2600IGN#PBF。
优选的，所述第二模数转换器采用ADI生产的模数转换器AD5791BRUZ。
优选的，所述加法器采用TI生产的运算放大器THS3201D。
优选的，所述乘法器采用ADI生产的乘法器ADL5391ACPZ-R2。
优选的，所述运算放大器采用TI生产的运算放大器THS3201D。
本发明的有益效果是：本发明提出一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，采用FPGA编程及其I/O管脚的特性产生脉冲频率和脉宽可调的脉冲信号；采用电平转换结合非线性调理技术的方式，可实现纳秒级上/下升沿的脉冲信号产生；采用低失真、高压摆率的运算放大器、高性能模拟乘法器、16位模数转换器和20位高精度低噪声的数模转换器等构建可调整幅度的快沿脉冲信号。
附图说明
图1 为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
请参阅图1，根据本发明实施例一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，包括FPGA控制单元、电平转换器、引脚驱动器、加法器、乘法器、运算放大器、第一数模转换器和第二数模转换器。
FPGA控制单元的控制信号输出端分别与引脚驱动器的信号输入端、第一模数转换器的信号输入端和第二数模转换器的信号输入端电气连接，第一模数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，第二模数转换器的信号输出端分别与加法器的信号输入端和乘法器的信号输入端电气连接。
FPGA控制单元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加法器的信号输入端电气连接，加法器的信号输出端与乘法器的信号输入端电气连接，乘法器的信号输出端与运算放大器的信号输入端电气连接，由运算放大器输出脉冲参数可调的快沿脉冲信号。
在本实施例中，FPGA控制单元是本领域的公知常识，其由FPGA、晶振、配置芯片等组成，主要功能是产生频率、脉宽可变的脉冲信号。电平转换器、引脚驱动器和第一模数转换器等构成实现FPGA与引脚驱动器之间电平的匹配以及纳秒级上/下升沿的脉冲信号产生电路。第一模数转换器、加法器、乘法器、运算放大器和第二模数转换器等一起构成纳秒级上/下升沿脉冲信号电平与幅度可调电路。
在一个示例中，FPGA控制单元采用Altera 的FPGA芯片EP3C120F484I7，FPGA配置芯片EPCS64SI16N；电平转换器采用ON Semiconductor 生产的电平转换芯片MC100EPT22DG；引脚驱动器采用ADI生产的引脚驱动器ADATE209BBCZ；第一模数转换器采用Linear生产的模数转换器LTC2600IGN#PBF；第二模数转换器采用ADI生产的模数转换器AD5791BRUZ；加法器采用TI生产的运算放大器THS3201D；乘法器采用ADI生产的乘法器ADL5391ACPZ-R2；运算放大器采用TI生产的运算放大器THS3201D。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：包括FPGA控制单元、电平转换器、引脚驱动器、加法器、乘法器、运算放大器、第一数模转换器和第二数模转换器，其中，
所述FPGA控制单元的控制信号输出端分别与所述引脚驱动器的信号输入端、所述第一模数转换器的信号输入端和所述第二数模转换器的信号输入端电气连接，所述第一模数转换器的信号输出端与所述引脚驱动器的信号输入端电气连接，所述第二模数转换器的信号输出端分别与所述加法器的信号输入端和所述乘法器的信号输入端电气连接；
所述FPGA控制单元的脉冲信号输出端与所述电平转换器的信号输入端电气连接，所述电平转换器的信号输出端与所述引脚驱动器的信号输入端电气连接，所述引脚驱动器的信号输出端与所述加法器的信号输入端电气连接，所述加法器的信号输出端与所述乘法器的信号输入端电气连接，所述乘法器的信号输出端与所述运算放大器的信号输入端电气连接，由所述运算放大器输出脉冲参数可调的快沿脉冲信号。
2.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述FPGA控制单元采用Altera的FPGA芯片EP3C120F484I7，FPGA配置芯片EPCS64SI16N。
3.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述电平转换器采用ON Semiconductor生产的电平转换芯片MC100EPT22DG。
4.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述引脚驱动器采用ADI生产的引脚驱动器ADATE209BBCZ。
5.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述第一模数转换器采用Linear生产的模数转换器LTC2600IGN#PBF。
6.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述第二模数转换器采用ADI生产的模数转换器AD5791BRUZ。
7.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述加法器采用TI生产的运算放大器THS3201D。
8.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述乘法器采用ADI生产的乘法器ADL5391ACPZ-R2。
9.根据权利要求1所述脉冲参数可调的快沿脉冲信号产生装置，其特征在于：所述运算放大器采用TI生产的运算放大器THS3201D。
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