一种超宽带脉冲产生电路的设计及实现

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。一种超宽带脉冲产生电路的设计及实现　　摘要本文首先提出了一种雪崩晶体管超宽带脉冲发生电路的优化方法，该方法可以在确保输出功率的同时，不产生级间延迟，为超宽带脉冲产生技术提供了一种新的实现方法。然后对改进和优化后的雪崩晶体管脉冲发生电路进行了设计和实现，从测试统计结果可以看出，优化后的脉冲发生电路可以在较低的电源电压下稳定工作，并输出一定幅度和宽度的超宽带脉冲，能满足超宽带脉

2、冲发生电路的要求。　　【关键词】超宽带脉冲电路雪崩晶体管脉冲触发源　　超宽带技术是一种新型无线通信技术。因其具有数据传输速率高，功耗极低、透视能力很强等优势，近年来被广泛应用于无线局域网、无线传感网、雷达定位和成像系统等多个领域。因此超宽带脉冲产生电路的研究就显得尤为重要。　　目前的超宽带脉冲产生方法有很多，但都存在不足之处，例如隧道二极管所产生的脉冲，上升时间短，但幅度较小；雪崩三极管脉冲产生电路的幅度比较高，但脉冲宽度较大；高压皮秒光导开关技术可以产生质量很高的皮秒脉冲，但工作时需要皮秒激光，限制了其使用范围。因此，本文提出了一种雪崩晶体管超宽

3、带脉冲发生电路的优化方法，该方法可以在确保输出功率的同时，不产生级间延迟。为超宽带脉冲产生技术提供了一种新的实现方法。　　1总体设计方案为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　本文以一阶高斯脉冲为设计目标，提出一种以振荡源、储

4、能元件和高速开关为主体的超宽带脉冲产生电路模型，其工作原理是，触发信号控制高速开关，当触发信号的上升沿到达时，高速开关迅速打开，对储能元件进行充电，形成窄脉冲信号的上升沿，然后迅速关断，形成窄脉冲信号的下降沿。　　2雪崩晶体管脉冲发生电路的优化及电路参数的确定　　由雪崩晶体管电路的工作原理可知，其产生的脉冲宽度较大，输出功率较小，很难直接应用。要想提高输出功率，一般采用多管联合工作方式，但对于产生皮秒量级的脉冲电路而言，任何一级上的时间延迟都会影响产生的输出脉冲的质量。　　为了消除电路中存在的雪崩依次延时，本文对电路进行了改进，在多个晶体管的基极加

5、入了同步触发脉冲信号，使晶体管同时产生雪崩击穿，加快负载获得脉冲的上升过程，使其更为陡直。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　雪崩晶体管电路中应确定的电路元件参数主要为雪崩晶体管、偏置电压Vcc、雪崩电容C、负载电阻R四个

6、参数。雪崩晶体管选择金属壳TO-18封装的2N2369A型晶体管，其开关速度比较快，雪崩电流较大，击穿电压较低；Vcc的选择应使雪崩晶体管能够发生雪崩效应，并同时满足Vcc≤BVCBO；雪崩电容选取为几皮法的瓷片电容；集电极电阻Rc应保证雪崩电路能够在静止期内恢复完毕。　　3负载电阻和雪崩电容对输出信号的影响分析　　为了尽量消除电路其他模块对脉冲发生电路的影响，测量中使用Agilent33220A标准发生器代替触发信号源，触发脉冲信号频率5MHz，占空比10%，触发脉冲信号脉宽20ns，使用标准直流电压源做直流偏置电源，输出电压设置为雪崩晶体管的临

7、界雪崩电压。表1和表2分别统计了负载电阻R和雪崩电容C对输出脉冲信号的电压幅度U和脉冲宽度Td的影响情况。　　从以上测量统计结果可以看出，本文设计的脉冲发生电路可以在较低的电源电压下可靠工作，能稳定地输出一定幅度和宽度的超宽带脉冲，输出脉冲的电压幅度基本在10V以上，脉冲宽度可达，能满足超宽带脉冲发生电路的要求。　　4结论　　本文首先提出了一种雪崩晶体管超宽带脉冲发生电路的优化方法，�方法可以在确保输出功率的同时，不产生级间延迟，为超宽带脉冲产生技术提供了一种新的实现方法。从测试统计结果可以看出，优化后的脉冲发生电路可以在较低的电源电压下稳定工作，

8、并输出一定幅度和宽度的超宽带脉冲，可满足超宽带脉冲发生电路的要求。　　为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作