專利名稱：窄脈沖功率信號(hào)源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于超寬帶探測雷達(dá)技術(shù)、超寬帶時(shí)域測量及超寬帶通信測試設(shè)備的脈沖信號(hào)源，尤其涉及一種窄脈沖功率信號(hào)源。
背景技術(shù)：
窄脈沖信號(hào)也稱無載頻脈沖信號(hào)或沖擊脈沖信號(hào)，由于其有極陡的脈沖沿、極窄的脈沖寬度使得窄脈沖在頻域上具有極寬的頻率范圍，廣泛使用于超寬帶探測雷達(dá)技術(shù)、超寬帶通信、超寬帶時(shí)域測量及通用測試設(shè)備。
在現(xiàn)有技術(shù)中，要實(shí)現(xiàn)脈沖寬度小于1ns的窄脈沖信號(hào)源，常采用雪崩方式窄脈沖信號(hào)源，請(qǐng)參見圖1所示，雪崩方式窄脈沖信號(hào)源電路包括變壓器TR1、三極管T1、二極管D1、電感L1、電阻R1至R8及電容C1至C5；在信號(hào)輸入端與變壓器TR1的初級(jí)線圈一端之間以次串聯(lián)連接C1、R4；變壓器TR1的初級(jí)線圈另一端與地之間串接電阻R5；變壓器TR1的次級(jí)線圈一端與二極管D1的負(fù)端、三極管T1的基極并接；變壓器TR1的次級(jí)線圈另一端與二極管D1的正端連接；三極管T1的集電極與電阻R2、R3、R7、電容C4的一端并接；三極管T1的發(fā)射極與電阻R6、電容C5的一端及電阻R7另一端并接；電阻R8一端與電容C5另一端及信號(hào)輸出端并接，電阻R8另一端與電容C4另一端及地并接；電阻R1一端與電感L1一端連接，電阻R1另一端與電阻R2另一端及電容C2一端連接；C3兩端分別與電阻R3另一端、地連接；電阻R5、R6、電容C2的另一端與地連接。
雪崩方式窄脈沖信號(hào)源的工作原理是，在晶體三極管各級(jí)間通過施加滿足雪崩條件的工作電壓，使晶體三極管工作在雪崩區(qū)，產(chǎn)生窄脈沖信號(hào)。該雪崩方式脈沖信號(hào)源的主要缺點(diǎn)是1、現(xiàn)有技術(shù)的雪崩方式窄脈沖信號(hào)源，為使晶體管產(chǎn)生雪崩現(xiàn)象，在該電路中需要設(shè)有一個(gè)高達(dá)上百伏的直流高壓工作電源，且體積大，給使用帶來不便。
2、由于雪崩方式窄脈沖信號(hào)源電路往往在上百伏甚至幾百伏的供電電壓作用下，輸出的窄脈沖幅度僅為幾十伏，因此，效率低。
3、由于對(duì)雪崩管的要求高，雪崩管屬于專用的特殊晶體三極管，各國廠家對(duì)雪崩管的參數(shù)并無統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)，同一型號(hào)的管子參數(shù)差異較大，給制造信號(hào)源帶來較大困難；如若要達(dá)到脈沖幅度40V以上、脈沖寬度1ns左右的窄脈沖信號(hào)，往往要在幾十甚至上百只管子中進(jìn)行挑選，合格率低，增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的窄脈沖功率信號(hào)源，它能使輸出的窄脈沖功率信號(hào)的窄脈沖寬度小，信號(hào)功率大，效率高；采用的工作電壓低，體積小，制造簡便，使用可靠。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種窄脈沖功率信號(hào)源，其特點(diǎn)是，該信號(hào)源包括脈沖放大偶合電路、脈沖功率振蕩器、脈沖階躍電路及脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路；脈沖放大偶合電路的輸出端與脈沖功率振蕩器的輸入端連接，將輸入的脈沖信號(hào)放大輸入脈沖功率振蕩器；脈沖功率振蕩器的輸出端與脈沖階躍電路的輸入端連接，脈沖功率振蕩器輸出功率放大的脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖階躍電路作用，整形為具有陡化脈沖沿的脈沖信號(hào)；脈沖階躍電路的輸出端與脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路輸入端連接，脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路輸出端輸出峰化的窄脈沖功率信號(hào)。
上述的窄脈沖功率信號(hào)源，其中，所述的脈沖放大偶合電路包括晶體三極管T1和T2、開關(guān)二極管D1和D2、電阻R1至R5、電容器C3、C6、電感L5；晶體三極管T1的基極與電阻R1和R2并接，電阻R1和R2分別與外部輸入信號(hào)及地連接；電阻R3與電容器C3并接構(gòu)成偶合電路，電阻R3與電容C3相并接的一端與晶體三極管T1的集電極連接，電阻R3與電容C3相并接的另一端與晶體三極管T2的基極連接；晶體三極管T2的發(fā)射極與電阻R4和電容器C6一端并接，電感L5一端與電容器C6的另一端、開關(guān)二極管D1的負(fù)端及電阻R7的一端并接，開關(guān)二極管D2正負(fù)端分別與電阻R7另一端、R5一端連接。
上述的窄脈沖功率信號(hào)源，其中，所述的脈沖功率振蕩器包括晶體三極管T3、T4、T5、T6、電阻R6、R7、R8、R9、電容C8、C9；晶體三極管T3的基極與開關(guān)二極管D2正端和電阻R7另一端連接晶體三極管T4的基極與開關(guān)二極管D 1正端和電阻R6的一端連接，晶體三極管T3、T4的發(fā)射極接地；電阻R5和R6的另一端接地，晶體三極管T3、T4的集電極分別與晶體三極管T5、T6的基極連接；電容C8、C9一端與晶體三極管T5的集電極連接，電阻R8一端和電容C9另一端與晶體三極管T6的集電極連接，電阻R9一端與晶體三極管T4的發(fā)射極和晶體三極管T6的基極并接，電阻R8另一端與晶體三極管T5的發(fā)射極連接，電阻R9和電容C8的另一端接地。
上述的窄脈沖功率信號(hào)源，其中，所述的脈沖階躍電路包括電容C11至C14、階躍恢復(fù)二極管D3至D5；電容C11、C12、C13、C14的一端與電容C8、C9、晶體三極管T5的集電極和二極管D3的正端并接，電容C11、C12、C13、C14的另一端接地，階躍恢復(fù)二極管D3的負(fù)端連接二極管D4的正端，二極管D4的負(fù)端連接二極管D5的正端。
上述的窄脈沖功率信號(hào)源，其中，所述的脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路，包括二極管D6、電感L7和電容C15；二極管D6的正端與脈沖階躍電路的二極管D5的負(fù)端和電感L7一端連接，電感L7另一端接地，電容C15一端分別與二極管D6的負(fù)端連接，電容C15另一端輸出窄脈沖功率信號(hào)。
本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、本實(shí)用新型由于設(shè)有脈沖放大偶合電路、脈沖功率振蕩器、脈沖階躍電路及脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路，可采用低電壓工作電源，實(shí)現(xiàn)窄脈沖功率信號(hào)，輸出的窄脈沖寬度小，功率大，典型的輸出窄脈沖寬度小于1ns，幅度可達(dá)150V以上。
2、本實(shí)用新型由于設(shè)有脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路，在其他狀態(tài)不變的情況下，調(diào)節(jié)電感L7的大小及位置，可實(shí)現(xiàn)不同的窄脈沖寬度和幅度輸出，脈沖寬度最小可達(dá)200ps以下，輸出的窄詠沖重復(fù)頻率跟隨輸入脈沖信號(hào)的重復(fù)頻率。
3、本實(shí)用新型與雪崩方式窄脈沖信號(hào)源相比，效率大大提高，體積和重量大大減小。
4、本實(shí)用新型工藝制造簡便、成本低、電器性能優(yōu)良，使用可靠、方便。


通過以下對(duì)本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為圖1是現(xiàn)有技術(shù)雪崩方式窄脈沖信號(hào)源電原理圖。
圖2是本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源電路框圖。
圖3是本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源電原理圖。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)脈沖信號(hào)源單極性窄脈沖輸出波形圖。
圖5是本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源的雙極性窄脈沖輸出波形圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖2所示，窄脈沖功率信號(hào)源，包括脈沖放大偶合電路1、脈沖功率振蕩器2、脈沖階躍電路3及脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路4；脈沖放大偶合電路1的輸出端與脈沖功率振蕩器2的輸入端連接，脈沖放大偶合電路1將輸入的脈沖信號(hào)放大、偶合及平衡變換后輸入脈沖功率振蕩器2；脈沖功率振蕩器2的輸出端與脈沖階躍電路3的輸入端連接，脈沖功率振蕩器2輸出功率脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖階躍電路3作用，整形為具有陡化脈沖沿的脈沖信號(hào)；脈沖階躍電路3的輸出端與脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路4輸入端連接，脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路4輸出端輸出峰化的窄脈沖功率信號(hào)，為外部設(shè)備提供窄脈沖功率信號(hào)源。
請(qǐng)參見圖3所示，窄脈沖功率信號(hào)源由脈沖放大偶合電路1、脈沖功率振蕩器2、脈沖階躍電路3及脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路4組成；脈沖放大偶合電路1包括晶體三極管T1和T2、開關(guān)二極管D1和D2、電阻R1至R5、電容器C3、C6、電感L5；晶體三極管T1的基極與電阻R1和R2并接，電阻R1和R2分別與外部輸入信號(hào)及地連接，由電阻R1輸入的脈沖信號(hào)反相放大；電阻R3與電容器C3并接構(gòu)成偶合電路，電阻R3與電容C3相并接的一端與晶體三極管T1的集電極連接，電阻R3與電容C3相并接的另一端與晶體三極管T2的基極連接；將晶體三極管T1放大的脈沖信號(hào)偶合傳輸給晶體三極管T2；晶體三極管T2的發(fā)射極與電阻R4和電容器C6一端并接，電感L5一端與電容器C6的另一端、開關(guān)二極管D1的負(fù)端及電阻R7的一端并接，開關(guān)二極管D2正負(fù)端分別與電阻R7另一端、R5一端連接。窄脈沖功率信號(hào)源工作電源電壓15V，脈寬小于40us的TTL電平脈沖信號(hào)在R1端輸入，晶體三極管T1、T2形成對(duì)脈沖輸入信號(hào)的放大，同時(shí)T2晶體管、電容器C6、電感L5完成對(duì)脈沖信號(hào)的不平衡到平衡的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)由電感L5輸出的信號(hào)為雙極性脈沖信號(hào)，開關(guān)二極管D1和D2用于對(duì)信號(hào)的限幅。
脈沖功率振蕩器2包括晶體三極管T3、T4、T5、T6、電阻R6、R7、R8、R9、電容C8、C9；晶體三極管T3的基極與開關(guān)二極管D2正端和電阻R7另一端連接晶體三極管T4的基極與開關(guān)二極管D1正端和電阻R6的一端連接，晶體三極管T3、T4的發(fā)射極接地；電阻R5和R6的另一端接地，晶體三極管T3、T4的集電極分別與晶體三極管T5、T6的基極連接；電容C8、C9一端與晶體三極管T5的集電極連接，電阻R8一端和電容C9另一端與晶體三極管T6的集電極連接，電阻R9一端與晶體三極管T4的發(fā)射極和晶體三極管T6的基極并接，電阻R8另一端與晶體三極管T5的發(fā)射極連接，電阻R9和電容C8的另一端接地。晶體管三極管T3、T4實(shí)現(xiàn)對(duì)正、負(fù)對(duì)稱脈沖信號(hào)的放大。晶體管三極管T5、T6為雙極性晶體管振蕩放大器，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)的功率振蕩放大。
脈沖階躍電路3包括電容C11至C14、階躍恢復(fù)二極管D3至D5；電容C11、C12、C13、C14的一端與電容C8、C9、晶體三極管T5的集電極和二極管D3的正端并接，電容C11、C12、C13、C14的另一端接地，階躍恢復(fù)二極管D3的負(fù)端連接二極管D4的正端，二極管D4的負(fù)端連接二極管D5的正端。脈沖功率振蕩器輸出功率脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖階躍電路作用，利用階躍恢復(fù)二極管D3、D4、D5的反向恢復(fù)所出現(xiàn)的階躍特性，將邊沿較慢的脈沖信號(hào)整形為邊沿陡快的窄脈沖信號(hào)。
脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路4包括階躍恢復(fù)二極管D6、電感L7和電容C15；階躍恢復(fù)二極管D6的正端與脈沖階躍電路的二極管D5的負(fù)端和電感L7一端連接，電感L7另一端接地，電容C15一端分別與階躍恢復(fù)二極管D6的負(fù)端連接，電容C15另一端輸出窄脈沖功率信號(hào)。電路中的D3、D4、D5、D6和電感L7形成對(duì)信號(hào)的脈沖瞬態(tài)復(fù)合效應(yīng)，完成對(duì)窄脈沖信號(hào)的峰化，實(shí)現(xiàn)窄脈沖信號(hào)的高幅度和大瞬態(tài)功率，通過電容C15將產(chǎn)生峰化的窄脈沖功率信號(hào)輸出至外部設(shè)備。調(diào)節(jié)電感L7的大小及位置，可產(chǎn)生不同的窄脈沖寬度和幅度的窄脈沖功率信號(hào)輸出。
在窄脈沖功率信號(hào)源的電路中還包括濾波電容C1、C2、C4、C5、C7、C10、電感L1、L2、L3、L4、L6；+15V電源輸入端串接電感L1，電感L1的另一端與電解電容C1、C2、電感L3、L4、L6、C10并接，電解電容C1、電容C2、C4、C5、C7、C10另一端接地；電感L3的另一端與電阻R3和電容器C3相并接的一端及晶體三極管T2的基極并接，電感L4的另一端與晶體三極管T2的發(fā)射極和電容C7的一端連接，電感L6一端與晶體三極管T3的集電極和晶體三極管T5的基極并接，電感L6另一端與晶體體三極管T5的發(fā)射極和電容C10一端并接，電感L2、電容C4和C5的一端與三極管T6的發(fā)射極連接，電感L2與-15V連接。通過在電路中設(shè)有的濾波電容C1、C2、C4、C5、C7、C10、電感L1、L2、LL3、L4、L6可有效濾去干擾脈沖，確保窄脈沖功率信號(hào)可靠輸出。
請(qǐng)參見圖4、圖5所示，圖4是現(xiàn)有技術(shù)單極性窄脈沖輸出波形圖，圖5是本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源的雙極性窄脈沖輸出波形圖，本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源輸出的雙極性窄脈沖率信號(hào)，可為超寬帶探測雷達(dá)技術(shù)、超寬帶時(shí)域測量及超寬帶通信測試設(shè)備提供可靠的雙極性窄脈沖功率信號(hào)源。
綜上所述，本實(shí)用新型窄脈沖功率信號(hào)源采用15V工作電源，輸入的脈沖信號(hào)在TTL電平的作用下，輸出的窄脈沖寬度小，功率大，典型的輸出窄脈沖功率信號(hào)寬度小于1ns、窄脈沖沿為幾百PS、脈沖幅度大于150V，具有效率高、輸出窄脈沖信號(hào)功率大，工作電壓低，體積小，使用方便可靠。
權(quán)利要求1.一種窄脈沖功率信號(hào)源，其特征在于該信號(hào)源包括脈沖放大偶合電路、脈沖功率振蕩器、脈沖階躍電路及脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路；脈沖放大偶合電路的輸出端與脈沖功率振蕩器的輸入端連接，將輸入的脈沖信號(hào)放大輸入脈沖功率振蕩器；脈沖功率振蕩器的輸出端與脈沖階躍電路的輸入端連接，脈沖功率振蕩器輸出功率放大的脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖階躍電路作用，整形為具有陡化脈沖沿的脈沖信號(hào)；脈沖階躍電路的輸出端與脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路輸入端連接，脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路輸出端輸出峰化的窄脈沖功率信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄脈沖功率信號(hào)源，其特征在于所述的脈沖放大偶合電路包括晶體三極管T1和T2、開關(guān)二極管D1和D2、電阻R1至R5、電容器C3、C6、電感L5；晶體三極管T1的基極與電阻R1和R2并接，電阻R1和R2分別與外部輸入信號(hào)及地連接；電阻R3與電容器C3并接構(gòu)成偶合電路，電阻R3與電容C3相并接的一端與晶體三極管T1的集電極連接，電阻R3與電容C3相并接的另一端與晶體三極管T2的基極連接；晶體三極管T2的發(fā)射極與電阻R4和電容器C6一端并接，電感L5一端與電容器C6的另一端、開關(guān)二極管D1的負(fù)端及電阻R7的一端并接，開關(guān)二極管D2正負(fù)端分別與電阻R7另一端、R5一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄脈沖功率信號(hào)源，其特征在于所述的脈沖功率振蕩器包括晶體三極管T3、T4、T5、T6、電阻R6、R7、R8、R9、電容C8、C9；晶體三極管T3的基極與開關(guān)二極管D2正端和電阻R7另一端連接晶體三極管T4的基極與開關(guān)二極管D1正端和電阻R6的一端連接，晶體三極管T3、T4的發(fā)射極接地；電阻R5和R6的另一端接地，晶體三極管T3、T4的集電極分別與晶體三極管T5、T6的基極連接；電容C8、C9一端與晶體三極管T5的集電極連接，電阻R8一端和電容C9另一端與晶體三極管T6的集電極連接，電阻R9一端與晶體三極管T4的發(fā)射極和晶體三極管T6的基極并接，電阻R8另一端與晶體三極管T5的發(fā)射極連接，電阻R9和電容C8的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄脈沖功率信號(hào)源，其特征在于所述的脈沖階躍電路包括電容C11至C14、階躍恢復(fù)二極管D3至D5；電容C11、C12、C13、C14的一端與電容C8、C9、晶體三極管T5的集電極和二極管D3的正端并接，電容C11、C12、C13、C14的另一端接地，階躍恢復(fù)二極管D3的負(fù)端連接二極管D4的正端，二極管D4的負(fù)端連接二極管D5的正端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄脈沖功率信號(hào)源，其特征在于所述的脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路，包括二極管D6、電感L7和電容C15；二極管D6的正端與脈沖階躍電路的二極管D5的負(fù)端和電感L7一端連接，電感L7另一端接地，電容C15一端分別與二極管D6的負(fù)端連接，電容C15另一端輸出窄脈沖功率信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種窄脈沖功率信號(hào)源，其包括脈沖放大偶合電路、脈沖功率振蕩器、脈沖階躍電路及脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路；脈沖放大偶合電路的輸出端與脈沖功率振蕩器的輸入端連接，將輸入的脈沖信號(hào)放大輸入脈沖功率振蕩器；脈沖功率振蕩器的輸出端與脈沖階躍電路的輸入端連接，脈沖功率振蕩器輸出功率放大的脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖階躍電路作用，整形為具有陡化脈沖沿的脈沖信號(hào)；脈沖階躍電路的輸出端與脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路輸入端連接，脈沖瞬態(tài)復(fù)合電路輸出端輸出峰化的窄脈沖功率信號(hào)。本實(shí)用新型輸出的窄脈沖功率信號(hào)的窄脈沖寬度小，信號(hào)功率大，效率高，性能優(yōu)良，采用的工作電壓低，體積小，制造簡便，使用可靠。
文檔編號(hào)H03K5/04GK2788451SQ200420090330
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者羅建新 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十研究所