布里渊传感系统中超高速方波脉冲源的设计.pdf

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1、第38卷第5期激光技术Vo1．38，No．52014年9月IASERTECHN0L0GYSeptember，2014文章编号：1001—3806(2014)05—0679—05布里渊传感系统中超高速方波脉冲源的设计尹成群，田航，李永倩，吕安强，黄涵娟(华北电力大学电子与通信工程系，保定071003)摘要：为了解决布里渊传感器技术中缺少超高速方波脉冲源的实际情况，实现总线较小的码间串扰及高速发送器通道较好的信号完整性，采用对系统中的敏感信号线进行串扰分析、建模及电磁场仿真分析并在此基础上进行制版测试的方法，提出了一种基于现场可编程门阵列器件的超高速脉冲源的设

2、计方案，并进行了理论分析和实验验证。通过宽带示波器对实际板路的测量，取得了脉冲信号不同脉宽的时域波形及眼图数据。结果表明，输出脉冲的最小脉宽1ns，最大幅度1．OV，上升／下降时间均小于300ps，脉冲宽度在1ns一5ns间可调，重复频率在lkHz～10kHz问可调。这一结果对超高速脉冲源的设计理论的完善是有帮助的。关键词：传感器技术；超高速方波脉冲源；信号完整性仿真；串扰分析中图分类号：TN782文献标志码：Adoi：10．7510／jgjs．issn．1001—3806．2014．05．022Designofultrahigh-speedsquarew

3、avepulserinaBrillouinsensingsystemYINChengqun，TIANHang，LIYongqian，LUAnqiang，HUANGHanjuan(DepartmentofElectronicandCommunicationEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Becauseoftheactualsituationofthelackofuhrahigh-speedpulserforBrillouinsensortec

4、hnique，thedesignmethodofanultrahigh—speedpulserwasintroducedbasedonfield-programmablegatearray(FPGA)device．Inordertoachievesmallerinter—symbolinterferenceandbettersignalintegrity，thecrosstalk，modelingandelectro—magneticfieldofsensitivesignalwereanalyzed．Thetime—domainwaveformsande

5、yediagramsofthepulsewithdifferentpulsewidthweremeasuredwithabroadbandoscilloscope．Thegeneratedpulsewasspecifiedbytheminimumpulsewidthof1ns，themaximumswingof1．OVandtherisingandfallingtransitiontimeoflessthan300ps．Thepulsewidthcouldrangefromlnsto5ns，whilerepetitivefrequencycouldrang

6、efrom1kHzto10kHz．Thisresultishelpfulforimprovingthedesignofuhrahigh—speedpulsers．Keywords：sensortechnique；ultrahigh—speedsquarewavepulser；signalintegritysimulation；crosstalkanalysis特定性能传感光脉冲的关键部件。一个稳定性好、引言前后沿陡直、纳秒脉宽、可控周期的多功能脉冲发生在光纤传感技术领域，基于布里渊散射的分布器对分布型光纤布里渊测量设备的研制具有重要作式光纤传感技术性能优异

7、，因此在桥梁、水坝、石油用。管道、通信光缆等对国民经济有重大意义的大型工现阶段，由于集成电路的速度不断提高，脉宽较程监测领域得到了广泛的关注和研究。但是，目前宽的小幅度方波脉冲可用集成电路较为轻松地实高性能布里渊传感系统的产品并不多见。脉冲信号现。但是当脉宽在10ns以下时，产生的脉冲信号大源是布里渊传感系统实现电光变换、获取满足具有多为高斯信号。J。在光纤领域，虽然通过光模块可以实现皮秒级、飞秒级窄脉冲，但由于器件基金项目：国家自然科学基金资助项目(61377088)；河本身的特性，产生的脉冲大多是尖峰脉冲或钟形脉北省自然科学基金资助项目(E201250

8、2045)；中央高校基本冲。科研业务费专项资金资助项目(13MS6