基于PLD的納秒級脈沖發(fā)生器
本設計選用的外部計數時(shí)鐘頻率為100 MHz,因此所產(chǎn)生脈沖的周期最小是10 ns,脈寬調節最小為5 ns,調節步長(cháng)為5 ns。該脈沖發(fā)生器可以實(shí)現多路輸出,脈沖輸出共有9路,其中1路可以實(shí)現單脈沖輸出,其余8路可以輸出不同脈寬的納秒級脈沖。若要提高脈沖發(fā)生器的精度,應提高計數時(shí)鐘的頻率。同時(shí)選用速度等級更高的PLD。若要增加脈沖周期及脈寬的可調范圍,則應選用容量更大的PLD。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/192124.htm2 仿真驗證
仿真是驗證設計的一個(gè)重要環(huán)節,如果仿真沒(méi)有通過(guò),設計就必須重來(lái),以便硬件調試的勝利通過(guò)。在ISE中,建立仿真文件并調用ModelSim 6.0對設計進(jìn)行行為仿真。在第2個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)進(jìn)行計數器置零,開(kāi)始計數,對每個(gè)輸出端口的波形都進(jìn)行仿真測試。從仿真波形中可以預測出,可編程器件成功地對脈沖進(jìn)行控制,然后分頻輸出,達到預定的要求。
行為仿真只是對VHDL語(yǔ)言進(jìn)行邏輯綜合后仿真,布局布線(xiàn)后仿真則是在具體器件和硬件資源分配后,利用從布局布線(xiàn)中提取的一些信息,其中包括了目標器件及互連線(xiàn)的時(shí)延、電阻、電容等信息,并考慮走線(xiàn)之間的相互影響后產(chǎn)生的仿真波形。圖4是布局布線(xiàn)后仿真圖,可以看到在CLR信號有效開(kāi)始,輸出端經(jīng)過(guò)4個(gè)周期的延遲后才響應到有效的復位信號,這個(gè)說(shuō)明器件延時(shí)加上互連線(xiàn)延時(shí)為4個(gè)周期,但是這并不影響設計輸出脈沖的質(zhì)量,在其他電子設計中卻要考慮到這個(gè)延遲。
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3 試驗結果
做好電路版,調試程序成功后,用型號為T(mén)ektronixTDS210示波器測出兩個(gè)端口的輸出波形如圖5和圖6所示。圖5中波形幅度為3.98 V,峰峰值為4.98 V,脈沖寬度為37.8 ns,上升沿為16.7 ns;圖6波形幅度為1.53 V,峰峰值為2.51 V,脈沖寬度為19.8 ns,上升沿為9.7 ns。在示波器中顯示,得到納秒脈沖信號非常穩定,可以作為一個(gè)穩定的納秒信號源。每個(gè)脈沖過(guò)后都有一個(gè)小的負脈沖,并且上升沿和下降沿并沒(méi)有像仿真時(shí)短,主要原因是:一是仿真在一個(gè)相對理想的條件下進(jìn)行的,對器件資源在電路中的實(shí)際體積忽略;二是芯片的微加工制造工藝不精確,寄生電容電阻的大小沒(méi)有精確計算,可以在輸出端加電容接地減小過(guò)脈沖。
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