一种超宽带脉冲信号发生器的设计

介绍一种利用并联阶跃恢复二极管(SRD)产生超宽带窄脉冲信号的微带结构电路,该电路可产生宽度为1ns、重复周期为100MHz的窄脉冲信号,其峰值电压达10.44V。文章分析讨论了电路原理与设计方法,并重点研究了偏置电路与匹配电路的设计问题。测量结果显示该电路所产生的脉冲信号具有良好的波形,并且脉冲拖尾的振荡起伏很小,是一种适合于超宽带通信系统的窄脉冲信号形成电路。     

一种IR-UWB通信系统技术的研究与实现

针对超宽带通信的应用特点,设计了一个IR-UWB通信实验系统,在发射端采用雪崩三极管产生超宽带窄脉冲,在接收端利用高速比较器实现超宽带窄脉冲的检测接收,并应用Multisim 11.0对两部分进行仿真,且通过制作实物电路进行性能测试和验证.测试结果表明,发射端产生的脉冲信号波形良好,基本形状符合超宽带要求;接收端电路也能取得较好的超宽带脉冲检测效果.     

基于脉冲形成网络的超宽带脉冲产生与设计

分析了超宽带天线对冲击脉冲波形的要求.利用阶跃恢复二极管和微带传输线.通过延迟的方法设计并制作了超宽带双极脉冲发生器.根据超宽带脉冲发生器产生的脉冲参数,通过理论分析和时域有限差分法(FDTD)仿真,给出了一种微带脉冲形成网络的设计方法,并利用该方法成功地产生了纳秒级宽度的双极性超宽带窄脉冲信号.测量结果表明:经过脉冲形成网络产生的信号具有良好的波形,且拖尾振荡小,有利于提高天线的辐射效率.     

基于PECL门电路的超宽带（UWB）信号发生器设计探讨

本文设计了一种基于PECL门电路的超宽带（UWB）信号发生器。该发生器采用低电源5V电压供电,产生了脉宽为500PS、中心频率为1GHz、－10db带宽为1700MHz（100MHz－1800MHz）的无干扰窄脉冲超宽带信号。文章分析了该发生器工作原理与设计方法,并对实物电路板进行了相关的测试,测量结果显示该发生器所输出的脉冲波形较理想,对称性良好,并且没有大的拖尾和振铃,是一种适合于超宽带通信系统的窄脉冲信号形成电路。     

双非门结构皮秒级窄脉冲设计

窄脉冲的产生是超宽带通信系统中的一项关键技术,不同的应用对脉冲的产生方法有不同的要求。文中分析了超宽带室内定位系统中几种常规的超宽带窄脉冲产生方法,比较了它们的优缺点,对存在的问题进行了研究。在此基础上首先设计了一种基于数字方法的脉冲发生器,通过对该脉冲发生器的仿真分析提出了一种基于双非门结构的超宽带窄脉冲的产生方法,仿真结果表明,利用该方法得到的脉冲重复频率为10 MHz,宽度为150 ps。实验电路测试结果与理论分析和仿真结果基本一致。相电路比常规的数字电路窄脉冲产生方法,该设计方法不仅电路简单,对器件的要求不高,成本低,而且脉冲宽度变窄了十几倍,定位精度更高。     

超宽带无线通信中超高重复频率亚纳秒窄脉冲的生成方法

本文针对目前超宽带(UWB:Ultra Wideband)无线通信系统中窄脉冲信号产生存在的问题,面向未来高速无线个域网通信的需求,设计了一种适于CMOS集成的超高重复频率亚纳秒持续时间的超宽带脉冲信号实现的原理电路;其创新点在于从频域角度通过滤波来设计高重复频率的亚纳秒窄脉冲,而不是传统的从时域和器件角度来设计超宽带窄脉冲信号。文中给出了理论分析和电路测试结果。     

超宽带脉冲产生电路的研究与设计

在UWB脉冲信号发生器的研制中,通过分析UWB脉冲波形的特征,以一阶高斯脉冲为设计目标,提出了一种以振荡源、储能元件和高速开关为主体的UWB脉冲产生电路系统模型,并且在实际电路中设计了不同的实现方式。利用复杂可编程器件(CPLD)为UWB脉冲发生模块设计了脉冲时序触发电路。针对脉冲的产生方案,设计了一种利用雪崩晶体管产生UWB脉冲的电路,实际测试得到了1 ns以内的窄脉冲;与此同时设计了一种基于阶跃恢复二极管的UWB脉冲发生电路,在PSpice中仿真得到了宽度约400 ps的UWB脉冲信号。仿真结果表明,PSpice建立的SRD模型符合理论分析,设计的UWB脉冲信号发生电路也完全满足在超宽带引信上使用的需求。     

脉冲波形对超宽带通信系统性能的影响

超宽带（UWB）技术的特点是传输持续时间极窄的脉冲，纳秒级窄脉冲（称为monocycle）的选择将直接影响到UWB通信系统的性能。本文研究了一种新的基于小波函数的超宽带窄脉冲，并比较其和传统的超宽带窄脉冲在AWGN信道中采用直接序列扩频（DS）的UWB系统性能。仿真结果表明了基于小波函数脉冲波形的UWB系统性能优于基于传统超宽带窄脉冲的UWB系统。     

超宽带雷达系统中皮秒级脉冲源的研制

提出一种新型超宽带雷达高斯脉冲信号产生电路的设计方法,该电路利用微波三极管的开关特性和阶跃恢复二极管的阶跃特性,以及电容的充放电过程产生高斯脉冲信号,利用ADS软件对脉冲产生电路进行了仿真与分析。测量结果表明,该电路可以产生脉冲宽度400ps,重复频率1MHz,幅度4.1V的窄脉冲信号,且脉冲振铃很小,与仿真结果基本吻合,从而验证了该方法的合理性。该电路通过调节充放电电容的值实现脉冲幅度可调,当重复频率提高至10 MHz时,可得到3V～8V的幅度可调皮秒级高斯脉冲。该脉冲源能够满足超宽带雷达系统不同的应用要求。     

一种UWB雷达脉冲信号发生器的设计

介绍了UWB雷达的人体生命探测系统的工作原理,比较了几种窄脉冲产生方法的优缺点,详细分析了雪崩三极管原理,利用雪崩三极管的雪崩特性实现了超宽带雷达窄脉冲的产生。通过研究分析典型的脉冲产生电路,给出了产生人体生命探测系统的脉冲信号发生器的电路,最后由实验仿真结果可得,电路可生成脉宽为皮秒级的双极性脉冲,脉冲的峰-峰值达2...     

Truly balanced pulse generator using microwave transistor and SRD

A novel efficient circuit for Ultra-WideBand (UWB) balanced sub-nanosecond monocycle pulse generation is presented. The pulse generator employs wideband bipolar transistor, step recovery diodes, Schottky diodes, and simple charging and discharging circuitry. Simple transient analysis and design of the circuit are presented along with their operating principle. The pulse generator produces truly balanced monocycle pulse with 500 ps pulse-width and 800 mV peak voltage. The generated monocycle pulse also has very symmetrical positive and negative portions and low ringing level. The presented pulse generator can be used as both a transmitter feeding UWB balanced antennas without broadband baluns and a balanced switching pulse generator that used in UWB receiver.     

基于Blumlein脉冲网络的直线型脉冲变压器设计

为了实现能产生重复频率矩形高压脉冲输出的紧凑型脉冲功率源,设计了基于脉冲形成网络的直线型脉冲变压器。以陶瓷电容和光导开关构建全固态Blumlein型脉冲形成网络,分析了磁芯参数对能量效率和平顶度的影响,计算了设计的脉冲功率源的分布参数,并基于分布参数建立了了全电路模型。研究结果表明足够的磁芯伏秒数是直线型脉冲变压器运行的必要条件,而分布参数是引成输出脉冲畸变的另一重要因素。     

On the Development of an Integrated CMOS-Based UWB Tunable-Pulse Transmit Module

A novel low-cost low-power fully integrated tunable transmit module composed of a tunable CMOS monocycle pulse generator and compact uniplanar antenna was designed, built, and tested for ultra-wideband (UWB) impulse systems. The CMOS tunable pulse generator integrates a tuning delay circuit, square-wave generator, impulse-forming circuit, and pulse-shaping circuit in a single chip using a standard low-cost 0.25-$muhbox m$CMOS process. It can generate a monocycle pulse and Gaussian-type impulse (without the pulse-shaping circuitry) signals with tunable pulse duration. A compact uniplanar UWB antenna was also developed and integrated directly with the CMOS pulse generator chip to form the complete integrated tunable UWB transmit module. Measured results show that the CMOS tunable pulse generator can produce a 0.3–0.6-V peak-to-peak monocycle pulse with 140–350-ps tunable pulse duration and a 0.5–1.3-V peak-to-peak impulse signal with 100–300-ps tunable pulse-duration, and the uniplanar antenna has less than a 18-dB return loss and is suitable for transmitting/receiving UWB time-domain impulse signals covering the entire UWB bandwidth of 3.1–10.6 GHz. Good agreement between measured and calculated performance is also achieved. The UWB transmit module was experimentally characterized and its performance is verified. This UWB module finds applications in various time-domain UWB systems including wireless communications and radar.     

A new ultra-wideband, ultra-short monocycle pulse generator withreduced ringing

We introduce a new ultra-wideband (UWB), ultra-short, step recovery diode monocycle pulse generator. This pulse generator uses a simple RC high-pass filter as a differentiator to generate the monocycle pulse directly. The pulse-shaping network employs a resistive circuit to achieve UWB matching and substantial removal of the pulse ringing, and rectifying and switching diodes to further suppress the ringing. An ultra-short monocycle pulse of 300-ps pulse duration, -17-dB ringing level, and good symmetry has been demonstrated. Good agreement between the measured and calculated results was achieved     

基于PLD的纳秒级脉冲发生器

利用复杂可编程逻辑器件(PLD)集成度高、可靠性强及工作速度快的优点,设计了一种纳秒脉冲信号发生器,该发生器可以控制脉冲的输出和实现多路脉冲宽度输出。详细叙述了该发生器的工作原理和具体硬件设计,利用ISE 6.0 MoldeSim 5.7SE软件进行波形仿真,制作硬件电路版和并通过验证。设计采用了100 MHz的时钟,得到各种不同宽度的脉冲输出,最小脉冲宽度为19.8 ns,上升沿为9.7 ns。     

皮秒级快速任意脉冲波形发生器

研制了一种基于光脉冲堆积和光电转换技术的任意脉冲波形发生器,其可输出一个由多路子脉冲堆积而成的电脉冲信号,该电脉冲形状可任意调整,脉冲前后沿陡峭（小于100 ps）。该任意脉冲波形发生器适用于任何需产生快速电脉冲的场合,在实验室、军用、工业加工等诸多领域的数据采集、波形分析和处理方面都有广阔的应用前景。目前该产品在国内虽有开发研制,但成熟的只有低速产品,因此研制出成熟可用的快速任意脉冲波形发生器有很大的现实意义。     

超短波频段脉冲产生器的设计及硬件实现

从频域角度考虑了产生脉冲的方法,通过滤波器对单位冲激响应进行频谱整形,达到将脉冲控制在固定频谱范围内的目的。通过ADS和Protel对电路进行仿真设计和硬件实现。测试结果表明,该脉冲产生器输出结果达到了预期要求,实测结果与仿真结果吻合得很好。最终输出脉冲峰峰值为1．17V,拖尾抑制为-12dB,具有良好的对称性,频谱基本控制在30～40MHz之间。     

High-Order Monocycle Design and Its Waveform-Generating Circuit for UWB Communications

Ultra-wide-band (UWB) technology can provide data throughput rate at gigabit per second. UWB also shows promising potentials for use in short-range indoor wireless communications and outdoor ad hoc networking. Adopting ultra-short impulses in UWB transmission, however, make systems vulnerable to timing jitter. To overcome this challenge, we propose a time-hopping high- order waveform modulation scheme in this paper. Central to our design is the adaptation of a high-order monocycle (HOM), which provides timing-jitter robust UWB communications. We present a CMOS pulse generator circuit to produce the HOM monocycle. We also use 0.18-mum CMOS technology with 1.8-V power supply to simulate the monocycle generator design using the Cadence software. The simulation results show that our generated waveform meets the UWB communication and the FCC requirements. Our modulation scheme outperforms other systems using traditional monocycles in terms of timing-jitter robustness.     

高压脉冲轨道电路系统稳压电源的设计研究

基于对高压脉冲系统器材改进、优化的目的,对高压脉冲发码器中电源进行重新设计.采用非线性电感与线性电容形成铁磁谐振的方式,结合稳压变压器在高压脉冲轨道电路系统中的电磁工作状态,使稳压器输入从176~253 V变化时,其输出电压不低于空载额定值的97%.     

基于SOPC的脉冲发生器

为了给分布式拉曼测温系统中的激光器提供激励源,设计一个稳定性好、纳秒级脉宽、周期可控、占空比可调的高速脉冲发生器。以Ahera公司的CycloneⅡ系列的EP2C5Q208C8为核心的核心板和一些外围器件组成硬件电路。高速脉冲发生器是在QuaflusⅡ软件平台下,使用VHDL在FPGA上用硬件逻辑电路设计。脉冲发生器控制系统是利用QuartusⅡ开发软件扣其中集成的SoPC Builder系统开发工具进行设计。实验结果表明,该脉冲发生器稳定输出脉宽为10～500ns．周期为1μs～1ms,占空比可调的窄脉冲,满足分布式拉曼测温系统的要求。