[发明专利]一种基于高速与门的超快脉冲产生电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲产生电路，特别是一种基于高速与门的超快脉冲产生电路。

背景技术

超快脉冲的性能与电路中所使用的高速器件有关，以往的装置能产生上升沿为纳秒的高速脉冲。用于产生该高速脉冲的器件主要有：隧道二极管、阶跃恢复二极管、雪崩晶体管、双极型晶体管、光导开关等器件。利用隧道二极管、阶跃恢复二极管能产生极窄脉冲，但产生的脉冲幅度一般为几百毫伏，脉冲的上升沿一般为几百皮秒；基于Marx电路的雪崩晶体管能产生纳秒级的脉冲，产生的脉冲幅度为几十至几百伏，但可触发频率低且要求较高的电源电压，脉冲的上升沿一般为纳秒级；基于火花隙的光导开关能产生千伏以上的脉冲，但产生的脉冲重复频率太低，而且工作时需要几百至几千伏的电源电压，体积庞大，不利于小型化的设计要求；双极型晶体管产生的脉冲性能好，可触发频率高，幅度可达几十伏，能够满足一般收、发系统的技术要求，但产生的脉冲的上升沿一般为纳秒级。利用传统的脉冲产生方法很难实现上升沿小于20ps的脉冲信号。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于高速与门的超快脉冲产生电路，以利于获得理想功率、理想波形的超快脉冲信号，同时该电路还具有功率低、体积小、重量轻和结构简单的特点。

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供一种基于高速与门的超快脉冲产生电路，该电路包括

FPGA波形控制器，用于产生第一控制信号和第二控制信号，

信号转换模块，用于将来自所述FPGA波形控制器的第一控制信号和第二控制信号转换为相位相同幅度不同的第一脉冲信号和第二脉冲信号，和

超高速电压比较器，用于对所述第一脉冲信号和第二脉冲信号进行幅度比较，并输出脉冲信号。

电压转换器，用于提供预定电压值的直流电压信号，

高速与门，基于所述直流电压信号和来自所述超高速电压比较器的脉冲信号输出超快脉冲信号。

优选的，所述电压转换器的输出电压为500mV。

优选的，所述信号转换模块包括第一支路和第二支路，所述第一支路包括第一数模变换器和第一放大器，所述第一数模转换器的输出端与第一放大器连接；所述第二支路包括第二数模变换器和第二放大器，所述第二数模转换器的输出端与第二放大器连接。

优选的，所述信号转换模块还包括在第一数模变换器和第一放大器之间连接的第一滤波器，在第二数模变换器和第二放大器之间连接的第二滤波器。

优选的，所述第一支路根据所述第一控制信号输出直流电压作为超高速电压比较器的门限电压V_H；所述第二支路根据所述第二控制信号输出频率可调、幅度可控的脉冲信号作为超高速电压比较器的输入信号。

优选的，所述门限电压V_H为400mV。

优选的，所述超高速电压比较器的输入电压高于+V_H/2时，超高速电压比较器输出上升信号；当输入电压低于+V_H/2时，超高速电压比较器输出下降信号。

优选的，该电路的输入输出阻抗为50欧姆。

优选的，所述超高速电压比较器输出上升沿小于50ps的脉冲信号。

优选的，所述高速与门输出上升沿小于20ps的超快脉冲信号

本发明的有益效果：本发明基于高速与门获得上升沿为20ps、脉宽大约为40ps到几个纳秒，并且具有理想功率、理想波形的超快脉冲信号，同时该电路还具有功率低、体积小、重量轻和结构简单的特点。

附图说明

图1示出根据本发明实施例的基于高速与门的超快脉冲产生框图

图中1、FPGA波形控制器，2、第一数模变换器，3、第二数模变换器，4、第一滤波器，5、第二滤波器，6、第一放大器，7、第二放大器，8、超高速电压比较器，9、电压转换器，10、高速与门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。