脉冲发生器信号合成模块设计

发布时间：2017-08-10 17:35

  本文关键词：脉冲发生器信号合成模块设计

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【摘要】：随着现代信息和通信技术的快速发展,高速可编程脉冲信号已在现代测量、检测、诊断领域得到了广泛的应用。宽带宽、脉宽和延时的精密可控的可编程多模式脉冲信号在测试中的需求也日益凸显。本课题针对国内对脉冲发生器的需求,主要任务是开展脉冲发生器信号合成技术的研究,其主要功能是实现脉宽和延时精密可控的多模式多功能系列化脉冲信号。本课题研究内容主要包括:1、脉冲信号合成及控制技术研究脉冲发生器产生的脉冲信号有单脉冲、双脉冲、群脉冲和数据,触发模式主要有连续模式、门控模式、猝发模式和外部宽度模式。本课题研究了不同工作模式下不同脉冲信号的合成方法,并讨论了如何统一各种工作模式下不同脉冲信号的产生和控制,以增强系统的可靠性,降低电路的复杂程度。2、高精度、宽覆盖范围脉冲宽度和脉冲延时控制技术研究本课题充分应用信号延时技术和高速D触发器,以实现延时和脉宽精密可控的脉冲信号。为了达到精确和宽范围的脉宽和延时控制,本课题将详细介绍各种相关信号延时技术,着重阐述FPGA内部FIFO延时电路、计数延时电路、码型转换电路以及FPGA外部集成的可编程延时线。课题将结合不同工作模式下不同脉冲信号的特征,详细阐述如何用延时电路实现脉冲信号的延时控制和脉宽控制。3、系统可靠性和模块系列化设计与研究脉冲发生器有连续、门控和猝发三种工作模式,有单脉冲、双脉冲、群脉冲和数据四种不同的脉冲类型,脉冲周期既可由内部时钟确定也可由外部时钟确定。为了保证在不同工作模式下在各个频率段都能产生稳定、有效和有准确脉宽和延时的脉冲信号,本课题要充分考虑和研究各信号通路的延时影响、温度对器件性能的影响、器件传输延时的影响和PCB及FPGA布局布线对整个系统性能的影响。本设计模块可用于一个系列两种不同型号(330MHz和400MHz)的脉冲发生器,其指标有所不同,所以需要在保证各型号功能完整的情况下尽量保证系统的可靠性。
【关键词】：脉冲 数据码型 脉宽 延时 可靠性
【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10-16
• 1.1 本设计的研究意义和价值10-11
• 1.2 脉冲信号合成技术国内外发展现状11-13
• 1.3 本文主要工作13-16
• 1.3.1 脉冲码型发生器的主要技术指标13-14
• 1.3.2 本文的工作内容与章节安排14-16
• 第二章 总体方案设计16-36
• 2.1 脉冲合成及控制模块总体方案设计16-18
• 2.2 脉冲产生方案设计18-25
• 2.2.1 脉冲的类型及基本参数18-20
• 2.2.2 计数器脉冲产生电路20-21
• 2.2.3 相对延时脉冲合成方案21-23
• 2.2.4 基于SRAM的脉冲产生方案23-24
• 2.2.5 脉冲产生总体方案24-25
• 2.3 码型产生方案设计25-29
• 2.3.1 码型序列的类型及基本参数25-26
• 2.3.2 SRAM直接合成数据码型方法26-28
• 2.3.3 基于相对延时技术的码型合成方法28
• 2.3.4 码型合成总体方案28-29
• 2.4 信号延时方案设计29-35
• 2.4.1 计数器延时29-30
• 2.4.2 SRAM存储延时30-31
• 2.4.3 同步FIFO延时31-33
• 2.4.4 移位寄存器延时电路33
• 2.4.5 可编程延迟线33-34
• 2.4.6 信号延时及脉宽调整总体方案34-35
• 2.5 整机方案设计35-36
• 第三章 脉冲码型产生电路设计36-70
• 3.1 时钟处理电路设计36-39
• 3.1.1 外部时钟处理电路37-38
• 3.1.2 FPGA时钟处理模块设计38-39
• 3.2 脉冲码型发生器工作模式设计39-47
• 3.2.1 脉冲码型发生器工作模式39-44
• 3.2.2 脉冲码型发生器触发方式归一化处理44-47
• 3.3 码型产生电路设计47-61
• 3.3.1 码型产生总体电路47-48
• 3.3.2 SRAM存储及控制模块设计48-51
• 3.3.3 并串转换电路设计51-52
• 3.3.4 延时电路设计52-56
• 3.3.5 码型脉宽调整电路设计56-59
• 3.3.6 码型合成电路59-61
• 3.4 脉冲产生电路61-64
• 3.4.1 脉冲信号产生总体电路62
• 3.4.2 脉冲群脉冲产生电路62-63
• 3.4.3 双脉冲产生电路63-64
• 3.5 同步输出电路设计64-68
• 3.5.1 同步触发输出电路设计65-66
• 3.5.2 外部选通输出电路设计66-67
• 3.5.3 同步输出电平调节电路67-68
• 3.6 模块系列化及产品化设计68-70
• 第四章 整机设计及电路测试与分析70-84
• 4.1 整机结构设计70-71
• 4.2 热设计71-72
• 4.3 硬件可靠性设计72-73
• 4.4 调试中遇到的问题及解决方法73-75
• 4.5 脉冲合成模块电路测试与分析75-84
• 4.5.1 工作模式测试与分析75-81
• 4.5.2 信号延时和脉宽测试与分析81-84
• 第五章 结束语84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-89
• 攻读硕士期间取得的研究成果89-90
• 附录90-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 朱楠;黄建国;付在明;;一种脉宽精密可控的脉冲信号电路设计[J];中国测试;2010年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 付在明;高速脉冲波形合成关键技术研究[D];电子科技大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 崔川;LXI脉冲发生器硬件设计[D];电子科技大学;2012年

2 刘金涛;便携式脉冲发生器可靠性技术研究[D];电子科技大学;2010年

3 王惠娟;机械产品布局设计与建模方法的研究[D];天津大学;2004年

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本文编号：652048