脉冲发生器时钟模块与输出模块设计

发布时间：2017-10-25 16:33

  本文关键词：脉冲发生器时钟模块与输出模块设计

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【摘要】：随着半导体技术的发展、新型化设备的研制,脉冲信号不仅有高速、窄脉宽、分辨率高的要求,而且提出了信号电平精密可调、幅度范围大、沿可选的要求。为了满足现代测试的需求,本文对脉冲发生器时钟产生模块与输出模块展开研究,深入地分析了高精度差分时钟信号产生技术以及宽频大幅度电平精密可调且沿可选的脉冲信号调理技术。主要内容包括:(1)宽频低抖动时钟产生技术研究时钟信号作为波形合成的激励,其频率范围、精度、稳定度是电路设计难点,通过与传统时钟产生方法进行对比,本文提出了基于集成锁相环技术的时钟产生技术,并对电路设计关键技术进行了分析,以提高时钟产生电路的输出频率精度、分辨率、频率范围,降低时钟产生电路中相位噪声。(2)宽频带大幅度输出、电平精密可控调理技术的研究传统线性放大电路由于受器件带宽限制无法实现高速脉冲信号的调理,本文针对项目要求并结合教研室通道调理技术经验,设计了一种基于差动结构的非线性调理电路,并通过精密可控恒流源、恒压源的电路设计来完成输出脉冲信号的幅度、偏移精密可调的要求。(3)脉冲调理电路校准方法的研究电路设计中由于所使用器件本身制作工艺、材料的限制,测量值与标称值之间不可避免的会产生误差。为了实现电路的校准,本文对输出模块误差进行分析,并对常用校准方法进行比较,结合本项目的特点,最终采用了分段式多项式拟合的方法来对标称值修正,使得输出信号性能指标满足要求。通过对脉冲发生器时钟产生模块与输出模块的研究,实现了宽频率、高精度、高稳定性时钟输出,宽频大幅度、电平精密可控的输出模块电路设计。
【关键词】：脉冲 时钟产生 调理 校准
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN782
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 脉冲相关技术国内外发展现状11-12
• 1.3 本文的主要任务与结构12-15
• 1.3.1 主要完成任务12-13
• 1.3.2 论文结构13-15
• 第二章 总体方案设计15-26
• 2.1 脉冲时钟模块方案设计15-18
• 2.1.1 总体方案设计15-17
• 2.1.2 关键技术分析17-18
• 2.2 脉冲输出模块方案设计18-25
• 2.2.1 相关参数定义18-19
• 2.2.2 输出功能与调理技术分析19-22
• 2.2.3 总体方案设计22-25
• 2.2.4 技术难点分析25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 硬件电路设计26-56
• 3.1 脉冲时钟模块电路设计26-32
• 3.1.1 时钟产生单元电路26-29
• 3.1.2 外部调理电路设计29-31
• 3.1.3 外时基倍频电路31-32
• 3.2 脉冲输出模块电路设计32-52
• 3.2.1 控制电路设计33-37
• 3.2.2 接收与偏移电路设计37-41
• 3.2.3 脉冲预放大电路设计41-44
• 3.2.4 幅度/偏移控制电路设计44-49
• 3.2.5 沿切换与输出模式选择电路设计49-52
• 3.3 电路可靠性设计52-54
• 3.4 电路板布局布线与匹配设计54-55
• 3.5 本章小结55-56
• 第四章 电路输出模块校准设计56-68
• 4.1 脉冲调理输出模块误差分析56-58
• 4.2 通道校准58-63
• 4.2.1 常用校准方法59-60
• 4.2.2 通道校准方法60-63
• 4.3 校准流程63-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 电路调试与测试结果68-77
• 5.1 电路调试与分析68-72
• 5.1.1 电源模块调试与分析68
• 5.1.2 时钟模块电路调试与分析68-70
• 5.1.3 输出模块电路调试与分析70-72
• 5.2 项目指标测试72-76
• 5.2.1 幅度测试73-74
• 5.2.2 电平测试74-75
• 5.2.3 脉冲沿 1.6ns测试75-76
• 5.3 本章小结76-77
• 第六章 结束语77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-81
• 攻硕期间取得的科研成果81-82
• 附录82-83

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