数字超宽带梳状谱信号发生器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字超宽带梳状谱信号发生器，包括限幅器、比较器逻辑转换器、微分器、宽带开关、高通滤波器、开关驱动电路、电源模块，高通滤波器的信号输出端作为数字超宽带梳状谱信号输出端；本实用新型专利技术利用限幅器进行双向限幅，保护器件免受强信号的影响而烧毁；将比较器的输入信号与零比较，产生方波时钟信号；再通过逻辑转换器与高电平相与，跟随输出，提高方波上升沿或下降沿；然后经过微分器，实现上升沿或下降沿充放电，形成窄脉冲；之后通过宽带开关，时域相乘，调制输出所需脉冲，控制谱线的间隔；最后利用高通滤波器，高通滤波低频抑制；同时，通过开关驱动电路，取样调制周期，从而实现了超宽带、谱线可调、波形稳定的梳状谱。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及梳状谱发生器研究
，尤其涉及一种数字超宽带梳状谱信 号发生器。 数字超宽带梳状谱信号发生器
技术介绍
目前，梳状谱信号产生方法主要是利用微波二极管的高次谐波产生，其原理是利 用储能元件充放电得到短持续时间的信号，再经过脉冲成形网络进行整形后满足要求的脉 冲波形，这类器件包括隧道二极管、阶跃恢复二极管、雪崩晶体三极管、俘越二极管和脉冲 放电管等，主要应用于信号的标校和电磁兼容的测试。其中，微波二极管是利用其特殊的能 带结构产生隧道电流，可以使得脉冲振幅为几百毫伏，上升沿可达几十皮秒。阶跃管是利用 电荷储存效应产生阶跃恢复的性质，与电感构成振荡回路后生成振幅为几伏到十几伏的纳 秒和亚纳秒脉冲，雪崩晶体管和俘越二极管利用晶体管的雪崩击穿特性，生成脉冲振幅可 达几十伏到几百伏；脉冲放电管是用高压电将火花隙击穿后产生电离，可以产生幅度超过 几百伏的亚纳秒脉冲。目前这些电路由于放电拖尾现象的存在，产生的脉冲波形不稳定，谱 线的间隔不可调，高次谐波有限带宽不能做到现在所需要的宽度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种数字超宽带梳状谱信号发生器，根据梳状谱输出的 需要通过设置开关调制频率实现不同谱线间隔的梳状谱信号输出。 本技术采用的技术方案为： -种数字超宽带梳状谱信号发生器，包括限幅器，限幅器的输入端用于输入正弦 波信号，限幅器的第一信号输出端连接比较器的信号输入端，比较器的信号输出端连接逻 辑转换器的信号输入端，逻辑转换器的信号输出端连接微分器的信号输入端，微分器的信 号输出端连接宽带开关的信号输入端，宽带开关的信号输出端连接高通滤波器的信号输入 端，高通滤波器的信号输出端作为数字超宽带梳状谱信号输出端，限幅器的第二信号输出 端通过开关驱动电路连接宽带开关的控制端，电源模块为整个装置供电。 所述的限幅器包括两个反向并联的二极管，第一二极管的正极和第二二极管的负 极通过串联的第一电阻和第一电容输入正弦波信号，第一二极管的正极和第二二极管的负 极还通过第二电容连接比较器的信号输入端，第一二极管的正极和第二二极管的负极还连 接开关驱动电路的信号输入端，第一二极管的负极和第二二极管的正极接地。 所述的比较器的同相输入端连接第二电容，比较器的反相输入端通过第三电容接 地，比较器的信号输出端通过第四电容连接逻辑转换器的信号输入端。 逻辑转换器的逻辑输入端口连接第四电容，逻辑转换器的逻辑高电平输入端口通 过第二电阻接地，逻辑转换器的逻辑输出口连接第五电容的第一端。 所述的微分器包括第五电容和第三电阻，第五电容的第二端和第三电阻的第二端 连接宽带开关的第一接触点，第三电阻的第一端接地。 所述的宽带开关采用高速宽带微波开关，高速宽带微波开关的第二接触点连接高 通滤波器的信号输入端，高通滤波器的信号输出端通过第五电阻接地，高通滤波器的信号 输出端还连接第四电阻的第一端，第四电阻的第二端通过第六电阻接地，第四电阻的第二 端连接输出节点，输出节点作为数字超宽带梳状谱信号输出端。 所述的开关驱动电路通过第七电阻连接限幅器，开关驱动电路的输出端通过第八 电阻连接宽频开关的控制端。 本技术利用限幅器进行双向限幅，保护器件免受强信号的影响而烧毁；将比 较器的输入信号与零比较，产生方波时钟信号；再通过逻辑转换器与高电平相与，跟随输 出，提高方波上升沿或下降沿；然后经过微分器，实现上升沿或下降沿充放电，形成窄脉冲； 之后通过宽带开关，时域相乘，调制输出所需脉冲，控制谱线的间隔；最后利用高通滤波器， 高通滤波低频抑制；同时，通过开关驱动电路，取样调制周期，从而实现了超宽带、谱线可 调、波形稳定的梳状谱。 【附图说明】 图1为本技术的电路原理框图； 图2为本技术的电路原理图； 图3为本技术的输入的正弦时钟信号波形图； 图4为本技术的由限幅器限幅的顶部削平的信号波形图； 图5为本技术的由比较器输出的方波时钟信号波形图； 图6为本技术的由逻辑转换器输出的上升沿和下降沿更为陡峭的数字方波 信号的波形图； 图7为本技术的由微分器输出的窄脉冲信号波形图； 图8为本技术的由宽带开关过滤后的窄脉冲信号波形图； 图9为本技术的宽带开关导通信号波形图。 【具体实施方式】 如图1、2所示，本技术包括限幅器，限幅器包括两个反向并联的二极管，第 一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极通过串联的第一电阻R1和第一电容C1输入正 弦波信号，第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极还通过第二电容C2连接比较器U1 的同相输入端VP，第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极还通过第七电阻R2连接 开关驱动电路U4的信号输入端，开关驱动电路U4的输出端通过第八电阻R4连接与宽带开 关SPST的控制端相接的节点port3,第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极接地； 比较器U1的反相输入端VN通过第三电容C3接地，比较器U1的信号输出端Q通过第四电 容C4连接逻辑转换器U2的信号输入端AP，逻辑转换器U2的逻辑高电平输入端口 BN通过 第二电阻R8接地，逻辑转换器U2的逻辑输出口 DP连接第五电容C5的第一端。微分器包 括第五电容C5和第三电阻R9,第五电容C5的第二端和第三电阻R9的第二端连接宽带开关 SPST的第一接触点SW，第三电阻R9的第一端接地。宽带开关SPST采用高速宽带微波开关， 高速宽带微波开关的第二接触点SL连接高通滤波器U5的信号输入端，高通滤波器U5的信 号输出端通过第五电阻R12接地，高通滤波器U5的信号输出端还连接第四电阻R13的第一 端，第四电阻R13的第二端通过第六电阻R11接地，第四电阻R13的第二端还连接输出节点 P〇rt2,作为数字超宽带梳状谱信号输出端。 其中，第一电阻R1、第七电阻R2起到微波信号的耦合功分作用，将输入的10MHz信 号奉禹合给开关驱动电路U4 ;第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4为隔直电容，防止电源 进入相应的器件干扰有用信号。高通滤波器U5为滤除电路中的低频部分，从而输出想要的 信号，在频域上即为梳状谱信号。第六电阻R11、第五电阻R12、第四电阻R13组成衰减网络 对信号的幅度进行衰减调整。电路中的各个模块还包含有其他外围电路，属于现有常规电 路，在此不再详细赘述。 其中，限幅器采用两个二极管双向限幅，保护器件免受强信号的影响而烧毁。比较 器U1的输入信号与零比较，产生方波时钟信号，比较器U1的信号输出端连接逻辑转换器U2 的信号输入端，逻辑与门转换，与高电平相与，跟随比较器U1的输出，提高方波上升沿或下 降沿的高度；逻辑转换器U2的信号输出端连接微分器的信号输入端，微分器即RC充放电 路，上升沿或下降沿充放电，形成窄脉冲；微分器的信号输出端连接宽带开关SPST的信号 输入端，宽带开关SPST进行时域相乘，调制输出所需脉冲，控制谱线的间隔；宽带开关SPST 的信号输出端连接高通滤波器U5的信号输入端，高通滤波器U5高通滤波低频抑制，高通滤 波器U5的信号输出端作为数字超宽带梳状谱信号输出端，限幅器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字超宽带梳状谱信号发生器，其特征在于：包括限幅器，限幅器的输入端用于输入正弦波信号，限幅器的第一信号输出端连接比较器的信号输入端，比较器的信号输出端连接逻辑转换器的信号输入端，逻辑转换器的信号输出端连接微分器的信号输入端，微分器的信号输出端连接宽带开关的信号输入端，宽带开关的信号输出端连接高通滤波器的信号输入端，高通滤波器的信号输出端作为数字超宽带梳状谱信号输出端，限幅器的第二信号输出端通过开关驱动电路连接宽带开关的控制端，电源模块为整个装置供电。

【技术特征摘要】
1. 一种数字超宽带梳状谱信号发生器，其特征在于：包括限幅器，限幅器的输入端用 于输入正弦波信号，限幅器的第一信号输出端连接比较器的信号输入端，比较器的信号输 出端连接逻辑转换器的信号输入端，逻辑转换器的信号输出端连接微分器的信号输入端， 微分器的信号输出端连接宽带开关的信号输入端，宽带开关的信号输出端连接高通滤波器 的信号输入端，高通滤波器的信号输出端作为数字超宽带梳状谱信号输出端，限幅器的第 二信号输出端通过开关驱动电路连接宽带开关的控制端，电源模块为整个装置供电。2. 根据权利要求1所述的数字超宽带梳状谱信号发生器，其特征在于：所述的限幅器 包括两个反向并联的二极管，第一二极管的正极和第二二极管的负极通过串联的第一电阻 和第一电容输入正弦波信号，第一二极管的正极和第二二极管的负极还通过第二电容连接 比较器的信号输入端，第一二极管的正极和第二二极管的负极还连接开关驱动电路的信号 输入端，第一二极管的负极和第二二极管的正极接地。3. 根据权利要求2所述的数字超宽带梳状谱信号发生器，其特征在于：所述的比较器 的同相输入端连接第二电容，比较器的反相输入端通过第三电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长军，于志华，李军，高英桃，李慧，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：新型
国别省市：河南;41