第3章C 信号发生器1(张永瑞版).ppt

3.6 脉冲信号发生器 一、脉冲信号 脉冲具有脉动和冲击的含意 脉冲信号通常指持续时间较短有特定变化规律的电压或电流信号。 常见的脉冲信号有矩形、锯齿形、阶梯形、钟形、数字编码序列等(参见图 3.1—2)， 其中最基本的脉冲信号是矩形脉冲信号，如图3，6—1所示。下面就以矩形脉冲为例，介绍表征脉冲信号的主要参数： ①脉冲幅度Um：定义为脉冲波从底部到顶部之间的数值。 ②脉冲上升时间tr：定义为脉冲波从0.1 Um 上升到0. 9Um所经历的时间，也叫脉冲前沿。 ③脉冲下降时间tf ：定义为脉冲波从0.9 Um下降到0.1 Um所经历的时间，也叫脉冲后沿。 ④脉冲宽度：即脉冲的持续时间，一般指脉冲前、后沿分别等于0.5 Um时相应的时间间隔。 ⑤平顶降落 ：表征脉冲顶部不能保持平直而呈现倾斜降落的数值，也常用其对脉冲幅度的百分比值来表示。 ⑥脉冲过冲：包括上冲和下冲。 上冲指上升边超过顶值Um以上所呈现的突出部分 下冲是指下降边超过底值以下所呈现的向下突出部分 国际电工委员会于1974年公布了两个标准文件，标准中给出了统一的、数学上严密的而且通用的脉冲及其测量技术的术语和定义。 本书仍采用目前国内较通用的一些标准和术语。 二、脉冲信号发生器分类 通用脉冲发生器 是最常用的脉冲发生器，其输出脉冲频率、延迟时间、脉冲持续时间、脉冲幅度均可在一定范围内连续调节，一般输出脉冲都有“+”“一”两种极性，有些产品还具有前、后沿可调、双脉冲、群脉冲、闸门、外触发及单次触发等功能。 快沿脉冲发生器 以快速前沿为其特征； 主要用于各类电路瞬态特性测试，特别是测试示波器的瞬态口向应。国内小幅度(5V)快沿脉冲发生器前沿可小于60ps，大幅度(50V)快沿脉冲发生器的前沿可小于1ns。 函数信号发生器 由于它一般可输出多种波形信号，因而已成为通 用性极强的一类信号发生器。但作为脉冲信号源，当前主要的问题是上限频率不够高 (50MHz左右)，前、后沿也难提高，不能完全取代通用脉冲信号发生器。 数字可编程脉冲信号发生器 是随着集成电路技术、微处理器技术发展而产生的一代新型脉冲发生器，一般带有GPIB接口，可编程控制，使之进入自动测试系统。 特种脉冲信号发生器 是指那些具有特殊用途，对某些性能指标有特定要求的脉冲信号 源，如稳幅、高压、精密延迟等脉冲发生器以及功率脉冲发生器和数字序列发生器等。 三、脉冲信号发生器的结构 1．基本脉冲信号发生器 一台基本的脉冲信号发生器，由图3．6—2中主要单元构成，可输出频率、脉冲宽度可调的正、负极性矩形脉冲。图中各单元主要功能如下： (1)主振级： 该单元是脉冲信号源的核心—振荡源； 一般采用恒流源射级耦合自激多谐 振荡器产生矩形波，调节振荡器中电容和钳位电压可进行振荡频率粗调(频段)和细调。 也可采用正弦振荡、限幅放大和积分电路等构成主振级。 (2)脉冲形成级： 脉冲形成级主要由延时单元和脉冲形成单元构成。 延时单元将主振级送出的信号转换成形成单元所需的延时脉冲，如XCl5型脉冲发生器中采用电子延迟电路，用一积分器对主振级送来的脉冲信号进行积分，待积分电压值增大到一定值时，使其中一稳压管导通，输出一个延时脉冲。 (3)输出级： 通常包括有脉冲放大器、倒相器等，输出信号的幅度＼极性在输出级进行调节。 XC-20型脉冲信号发生器采用上述基本结构，性能指标为： 频率范围3kHz～200MHz； 延迟时间2．5ns～100~s； 脉冲宽度2．5ns～1001~s； 输出幅度150mV～5V； 前、后沿1．5ns； 输出波形有正、负矩形脉冲，正、负倒置矩形脉冲； 直流偏置一1V ～ +1V； 有外触发输入端和手动单次脉冲触发。