一種簡(jiǎn)易的超寬帶納秒級脈沖發(fā)生器設計
2 納秒級脈沖信號的產(chǎn)生
本設計采用數字電路的邏輯特性來(lái)產(chǎn)生納秒級窄脈沖信號,然后利用微分濾波產(chǎn)生更適合無(wú)線(xiàn)信道傳輸的UWB波形?;?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/數字邏輯器件">數字邏輯器件產(chǎn)生窄脈沖主要利用的是邏輯門(mén)電路的競爭冒險現象來(lái)完成。文中采用兩輸入的或非門(mén)來(lái)產(chǎn)生窄脈沖,如圖1所示。其邏輯表達式為:

對于TTL器件來(lái)說(shuō),其產(chǎn)生的窄脈沖近似鐘形,類(lèi)似于高斯函數波形,通過(guò)合理組合RLC元件,就可以產(chǎn)生類(lèi)似于一階高斯脈沖函數。電路圖如圖2所示。
首先時(shí)鐘信號是由10 MHz晶振電路產(chǎn)生,其輸出分別輸入到74HC04和74HC02的一個(gè)輸入端。輸入74HC04的時(shí)鐘信號經(jīng)過(guò)非門(mén)產(chǎn)生一個(gè)極性相反、有足夠陡峭的上升沿和幅度的信號,并將其輸入到74HC02的另一個(gè)輸入端。由或非門(mén)產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖。后端的微分濾波電路主要完成脈沖的成形,通過(guò)調整RLC的參數,就可以得到合理的脈沖波形。其中脈沖延時(shí)時(shí)間主要由74HC04非門(mén)的平均傳輸時(shí)延決定,需要注意的是,由于是高速脈沖的傳輸,所以電路的布線(xiàn)也會(huì )影響脈沖的延遲時(shí)間,所以信號的布線(xiàn)應考慮成傳輸線(xiàn)。
使用Electronics Workbench Multisim 10.O軟件來(lái)對電路進(jìn)行仿真。仿真波形如圖3所示。其結果可得到重復頻率為10 MHz,脈沖幅度為3.59 V,脈沖寬度為1.5 ns的窄脈沖。
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