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100MHz脉冲发生器设计与实践

朱楠  
【摘要】: 脉冲发生器作为一种常用的信号源,广泛应用于现代测量与控制领域中,它能够产生脉冲宽度、脉冲幅度、信号延迟等脉冲参数充分可控的脉冲信号以满足特定的测试要求。100MHz脉冲发生器的设计正是基于这些应用和要求而研制的,它承担的主要任务包括:实现连续、触发、门控三种工作模式下的单脉冲与群脉冲信号的产生,并且能够实现对脉冲宽度、脉冲幅度及信号延迟的精密可调。 基于脉冲发生器在现代测试领域的重要性,并结合所承担的项目任务,本文围绕脉冲信号的产生以及脉冲参数的调整方法展开论述,制定出一套完整的能够实现各种工作模式及各种参数调整的脉冲产生方案,实现了输出频率为1Hz~100MHz,脉宽为5ns~995μs (1KHz以下脉宽不可调,占空比为50%),脉宽最小分辨率为10ps以及延迟范围为0CLK~216 CLK的频率指标,同时也实现了幅度范围为0.1VPP~3.5VPP,电平窗范围为-1.00V~3.50V,分辨率为10mV的幅度和电平指标,最后通过实际电路的测试证明了该设计方案的可靠性和可行性。 本文的主要工作包括: 1.阐明脉冲信号产生以及脉冲参数调整的基本方案和方法,完成硬件电路的设计与调试,实现仪器功能和指标。 2.以DDS为核心实现对时钟频率输出的精密控制。 3.利用FPGA实现三种工作模式下的单脉冲与群脉冲信号的产生和控制,并实现脉冲延迟的调整。 4.采用计数器+可编程延迟线的方法实现对脉冲宽度的调整。 5.采用以引脚驱动器为核心的脉冲调理电路实现对脉冲幅度的调整。 6.对各个电路调试中出现的问题进行分析并提出解决方法。 7.对最终完成各功能和指标的仪器进行综合测试,并给出测试结果且给予分析。


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