穩定時(shí)間電路的修正過(guò)程

　修正穩定時(shí)間電路可獲得它聲稱(chēng)的性能。這些修正可粗略地分為四種預定類(lèi)別。它們是：電流開(kāi)關(guān)橋驅動(dòng)脈沖整形，電路延遲，采樣門(mén)脈沖純度，以及采樣門(mén)饋通/dc 調整。修正工作需要相當仔細地挑選儀器，還要有謹慎的寬帶探測與示波器測量技術(shù)。

　　橋驅動(dòng)修正

　　首先要修正電流開(kāi)關(guān)橋的驅動(dòng)。先斷開(kāi)全部5個(gè)與修正有關(guān)的橋驅動(dòng)，并在電路輸入端加一個(gè)5V、1MHz的10ns?15ns寬脈沖。在43V后端的未驅動(dòng)端看到的并聯(lián)“C”反相器輸出應像。波形的邊沿時(shí)間很快，但如控制不好寄生偏移，就有損壞測量噪聲背景的危險，必須消除它們。重新連接所有5個(gè)驅動(dòng)，并按各自的名稱(chēng)作調節。各個(gè)調節之間要有一些互作用。

　　延遲的確定與補償

　　接下來(lái)是電路延遲。在做這些測量與調整以前，必須糾正探頭/示波器通道至通道時(shí)滯。當兩個(gè)通道的探頭都連接到一個(gè)100ps上升時(shí)間的快速脈沖源時(shí)，有40ps的時(shí)滯誤差?？梢允褂玫目焖倜}沖源有很多種。糾正誤差的方法是利用示波器的垂直放大器可變延遲功能。在這種情況下，示波器放大器為T(mén)ektrONix 7A29，選項04，安裝在一臺Tektronix 7104機架上。這個(gè)糾正使您可以做出高精度的延遲測量。另外還應驗證一下示波器時(shí)基的準確度。

　　穩定時(shí)間電路采用了一種可調延遲網(wǎng)絡(luò )，以校正輸入脈沖在信號處理路徑中的延遲。通常，這些延遲會(huì )帶來(lái)近10ns的誤差，因此必須提供一種準確的校正。延遲修正工作包括觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )的輸入/輸出延遲，并作適當的時(shí)間間隔調節。有時(shí)候，確定適當的時(shí)間間隔要更復雜。

　　電路中有三個(gè)感興趣的延遲測量。待測放大器負輸入端的電流開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器延遲，電路輸出端的待測放大器輸出延遲，以及采樣門(mén)乘法器的延遲。待測放大器輸入端的電流開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器延遲為250ps，待測放大器輸出至電路輸出的延遲為8.4ns，而采樣門(mén)乘法器的延遲為2ns。

　　這些測量結果表示出了一個(gè)8.65ns的電路輸出端電流開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器延遲。實(shí)現這個(gè)修正的方法是調節“信號路徑延遲補償”網(wǎng)絡(luò )中的1kV電位器。當使用采樣示波器的測量時(shí)，要將其調節到信號路徑延遲補償網(wǎng)絡(luò )內。

　　“采樣門(mén)脈沖發(fā)生器路徑延遲補償”就不太重要了。唯一的要求是它與采樣門(mén)脈沖發(fā)生器的延遲相重疊。將“A”反相器鏈中的1kV電位器設為15ns可滿(mǎn)足這些標準。這就完成了與延遲相關(guān)的修正。

　　采樣門(mén)脈沖的純度調節

　　調整Q1采樣門(mén)的脈沖沿成形級，獲得優(yōu)化的前拐角、最小的上升沿時(shí)間、平滑的脈沖頂部，以及有指定修正的1V幅度。在采樣門(mén)乘法器IC的“X”輸入端可觀(guān)察到調節。脈沖的第二個(gè)上升時(shí)間促進(jìn)了快速的采樣門(mén)采集，但仍保持在乘法器的250MHz帶寬內，確保沒(méi)有帶外的寄生響應。清晰的1V脈沖提供了一個(gè)經(jīng)校正、沒(méi)有寄生(可能偽裝為穩定信號)的連續乘法器輸出。脈沖下降時(shí)間沒(méi)有關(guān)系，它與測量無(wú)關(guān)，而它清晰的下降轉換可確保受控乘法器的關(guān)斷，防止出現后臺的偏離。

　　采樣門(mén)路徑的優(yōu)化

　　采樣門(mén)的路徑調整是最后一項。首先，在脈沖發(fā)生器輸入端放5Vdc，從而將待測放大器鎖定在其22.5V輸出狀態(tài)。然后調整“穩定結點(diǎn)零位”頭，在A(yíng)1的輸出端獲得1mV以?xún)鹊牧惴?。接下?lái)，恢復脈沖電路的輸入，將穩定結點(diǎn)從A1斷開(kāi)，將A1的輸入端用一個(gè)750Ω電阻接地。調整前的響應并不理想。理想情況下，電路輸出(軌跡B)應在采樣門(mén)(軌跡A)切換期間保持靜態(tài)。照片表示出了誤差情況;校正需要調整dc偏移和與動(dòng)態(tài)饋通相關(guān)的殘值。調整一個(gè)連續軌跡B的基準線(xiàn)(與軌跡A的采樣門(mén)脈沖狀態(tài)無(wú)關(guān))的“X”和“Y”偏移，可以消除dc誤差。另外，要為最低乘法器基準偏移電壓設定對輸出偏移的調整。通過(guò)關(guān)斷輸入脈沖發(fā)生器，在C2的“1”輸入端加5V，并使前面插入的750Ω電阻將其偏量在1.00Vdc，可以將采樣門(mén)設為單位增益。在這些條件下，對一個(gè)1.00Vdc輸出調節“刻度系數”。完成這一步后，除去dc偏置電壓和750Ω電阻，重新連接穩定節點(diǎn)，并恢復脈沖輸入。

　　饋通的補償要使用“時(shí)間相位”與“幅度”調整。這些調節設定了在乘法器IC“Z”輸入端施加的饋通校正的時(shí)序與幅度。

　　測量的限制與不確定性

　　電路經(jīng)修正后的響應包括一個(gè)平坦的基準，和大幅衰減的饋通。測量定義了電路在2mV的最小幅度分辨率。在其它測試時(shí)，將A1輸入端從穩定節點(diǎn)處斷開(kāi)，通過(guò)一只750Ω電阻將其偏置在20mV，以模仿一個(gè)無(wú)限快速穩定的放大器。電路輸出(軌跡B)在2ns中穩定在5 mV內，在3.6ns內到達2mV的基準噪聲內。這個(gè)數據是在經(jīng)時(shí)間校正的輸入(軌跡A)上升后，取自采樣門(mén)剛導通時(shí)，它定義了電路的極限最小時(shí)間分辨率。在引證的時(shí)間與幅度分辨率極限的不確定性主要是源于延遲補償的限制、噪聲以及殘余饋通?？紤]到可能的延遲與測量誤差，6500 ps的不確定性和2mV的分辨率極限是實(shí)際的。噪聲均化不會(huì )改善幅度的分辨率極限，因為它來(lái)自饋通殘余，是一個(gè)固有的項。