一种可调延时超窄脉冲触发序列产生技术
电子技术应用
姚鼎一1，2，景宁1，2，张敏娟1，2，余甜2
1.中北大学 信息与通信工程学院， 山西 太原 030051；2.中北大学 前沿交叉科学研究院， 山西 太原 030051
摘要： 为了实现高频信号在欠采样条件下的波形重构，递进延时超窄触发信号的产生成为顺序等效采样技术用于触发取样系统进行高频信号采样的关键。为此，设计了一种可编程延时触发序列产生及调理电路，在FPGA数字电路的控制下，通过计数器与延时模块产生可调延时触发序列，利用阶跃恢复二极管特性对产生的触发序列进行调理，产生一种延时步进可调、边沿极窄的脉冲信号。通过对该电路进行测试，结果表明，输出脉冲信号步进范围0~-2.4 ns可调，分辨率可达1 ps，且边沿跳变时间可以达到120 ps内，幅度可达到8 V左右。该延迟脉冲和调理电路可应用于通信、雷达等信号探测设备中，对于高频信号的获取与分析具有重要意义。
中图分类号：TN78 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234163
中文引用格式： 姚鼎一，景宁，张敏娟，等. 一种可调延时超窄脉冲触发序列产生技术[J]. 电子技术应用，2024，50(1)：50-54.
英文引用格式： Yao Dingyi，Jing Ning，Zhang Minjuan，et al. An adjustable delay time ultra-narrow pulse trigger sequence generation technique[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(1)：50-54.
中文引用格式： 姚鼎一，景宁，张敏娟，等. 一种可调延时超窄脉冲触发序列产生技术[J]. 电子技术应用，2024，50(1)：50-54.
英文引用格式： Yao Dingyi，Jing Ning，Zhang Minjuan，et al. An adjustable delay time ultra-narrow pulse trigger sequence generation technique[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(1)：50-54.
An adjustable delay time ultra-narrow pulse trigger sequence generation technique
Yao Dingyi1，2，Jing Ning1，2，Zhang Minjuan1，2，Yu Tian2
1.School of Information and Communication Engineering，North University of China， Taiyuan 030051， China； 2.Research Institute of Frontier Interdisciplinary Sciences， North University of China， Taiyuan 030051， China
Abstract： In order to realize the waveform reconstruction of high-frequency signals under under-sampling conditions, the generation of progressive delay ultra-narrow trigger signals has become the key to the use of sequential equivalent sampling techniques for high-frequency signal sampling in trigger sampling systems. To this end, a programmable delay trigger sequence generation and conditioning circuit is designed. Under the control of the FPGA digital circuit, an adjustable delay trigger sequence is generated through the counter and delay module, and the step recovery diode characteristic is utilized to condition the generated trigger sequence to produce a pulse signal with adjustable delay step and extremely narrow edge. By testing the circuit, the results show that the output pulse signal step range is adjustable between 0~2.4 ns, the resolution can be up to 1 ps, the edge jump time can reach within 120 ps, and the amplitude is about 8 V. The delayed pulse and conditioning circuit can be applied to communications, radar and other signal detection equipment, and has great significance for the acquisition and analysis of high-frequency signals.
Key words : adjustable delay time；narrow pulse；step recovery diode
引言
近年来，对更高数据率和更可靠通信系统的需求推动了高频信号的发展，使用传统的奈奎斯特定理对高频信号进行采样已经受到极大的限制，如5G无线通信系统，其工作频率高达50 GHz，对其进行实时采样需要高达100 GS/s[1-2]。目前，国内对于ADC采样率的研究最高可达20 GS/s，对于获取10 GHz以上高频信号，只能依赖于国外高速采集模块，且高速ADC一般仅有6~8 bit，转换位数变低，采样精细度也随之降低，而等效采样作为前沿技术，可以在信号的不同周期进行顺序采样，极大地降低了对采样率的要求，且可以实现14 bit及以上垂直分辨率[3]，提高了采样精细度。对信号进行等效采样，关键在于被测高频信号周期极短，需要一种极窄脉冲信号作为本振信号在ps级时间内触发信号。故产生一种延时步进可调、边沿极窄的脉冲信号是进行等效采样、重构波形的关键技术。
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作者信息：
姚鼎一1，2，景宁1，2，张敏娟1，2，余甜2
（1.中北大学 信息与通信工程学院， 山西 太原 030051；2.中北大学 前沿交叉科学研究院， 山西 太原 030051）
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