Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Генераторы импульсов в физической лаборатории

Генератор импульсов является либо электронной схемой или кусок электронного испытательного оборудования используется для генерации прямоугольных импульсов . Генераторы импульсов используются в основном для работы с цифровыми схемами , генераторы связанных функций используются в основном для аналоговых схем .

Настольные генераторы импульсов [ править ]

Простые настольные генераторы импульсов обычно позволяют управлять частотой следования импульсов ( частотой ), шириной импульса, задержкой по отношению к внутреннему или внешнему триггеру, а также уровнями высокого и низкого напряжения импульсов. Более сложные генераторы импульсов могут позволить контролировать время нарастания и спада импульсов. Генераторы импульсов доступны для генерации выходных импульсов, имеющих ширину (длительность) от минут до менее 1 пикосекунды. Генераторы импульсов обычно являются источниками напряжения , а генераторы импульсов истинного тока доступны только у нескольких поставщиков. Генераторы импульсов могут использовать цифровую технику, аналоговуюметоды или комбинация обоих методов для формирования выходных импульсов. Например, частотой и длительностью повторения импульсов можно управлять в цифровом виде, но амплитуда импульсов, а также время нарастания и спада может определяться аналоговой схемой в выходном каскаде генератора импульсов. При правильной регулировке, генераторы импульсов могут также произвести 50% на рабочий цикл квадратных волн . Генераторы импульсов, как правило, одноканальные, с одной частотой, задержкой, шириной и выходной мощностью.

Генераторы оптических импульсов [ править ]

Генераторы световых импульсов являются оптическим эквивалентом генераторов электрических импульсов с регулировкой частоты повторения, задержки, ширины и амплитуды. Выходной сигнал в этом случае обычно представляет собой свет от светодиода или лазерного диода.

Многоканальный [ править ]

Новое семейство генераторов импульсов может создавать несколько каналов с независимой шириной и задержкой, а также с независимыми выходами и полярностями. Часто называемые цифровыми генераторами задержки / импульсов, новейшие разработки даже предлагают различную частоту повторения для каждого канала. Эти цифровые генераторы задержки полезны для синхронизации, задержки, стробирования и запуска нескольких устройств, обычно по одному событию. Также можно мультиплексировать синхронизацию нескольких каналов в один канал, чтобы запускать или даже запускать одно и то же устройство несколько раз.

Новый класс генераторов импульсов предлагает как несколько входных триггерных подключений, так и несколько выходных подключений. Множественные входные триггеры позволяют экспериментаторам синхронизировать как триггерные события, так и события сбора данных, используя один и тот же контроллер времени.

Как правило, генераторы импульсов длительностью более нескольких микросекунд используют цифровые счетчики для измерения времени этих импульсов, в то время как значения ширины от приблизительно 1 наносекунды до нескольких микросекунд обычно генерируются аналоговыми методами, такими как RC-цепочки (резистор-конденсатор) или переключаемые линии задержки.

Микроволновые генераторы [ править ]

Генераторы импульсов, способные генерировать импульсы шириной менее 100 пикосекунд, часто называются «микроволновыми импульсами» и обычно генерируют эти ультракороткие импульсы с помощью ступенчатого восстанавливающего диода (SRD) или методов нелинейной линии передачи (NLTL) (например, [1] ) . Генераторы импульсов на пошаговом восстанавливающем диоде недороги, но обычно требуют нескольких вольт на входном управляющем уровне и имеют умеренно высокий уровень случайного дрожания (обычно нежелательное изменение времени, в течение которого возникают последовательные импульсы).

Генераторы импульсов на основе NLTL обычно имеют меньший джиттер, но более сложны в изготовлении и не подходят для интеграции в недорогие монолитные ИС. Новый класс архитектуры генерации микроволновых импульсов, схема генерации импульсов RACE ( Rapid Automatic Cascode Exchange ) [2] , [3], реализуется с использованием недорогой технологии монолитных ИС и может генерировать импульсы длительностью до 1 пикосекунды и с частотой повторения, превышающей 30 миллиардов импульсов в секунду. Эти импульсные генераторы обычно используются в приложениях военной связи и микросхемах маломощных микроволновых приемопередатчиков. Такие генераторы импульсов, если они приводятся в действие непрерывными тактовыми частотами, будут действовать как микроволновые гребенчатые генераторы, имеющие составляющие выходной частоты, кратные частоте повторения импульсов, и простирающиеся до более чем 100 гигагерц (например, [4] [ постоянная мертвая связь ] ) .

Приложения [ править ]

Затем импульсы можно вводить в тестируемое устройство и использовать в качестве стимула или тактового сигнала или анализировать по мере прохождения через устройство, подтверждая правильную работу устройства или выявляя неисправность в устройстве. Генераторы импульсов также используются для управления такими устройствами, как переключатели, лазеры и оптические компоненты, модуляторы, усилители, а также резистивные нагрузки. Выход генератора импульсов также может использоваться в качестве сигнала модуляции для генератора сигналов . Неэлектронные приложения включают приложения в материаловедении, медицине, физике и химии.

Примеры [ править ]

  • При баллистических испытаниях используется генератор импульсов высокого напряжения [5]
  • «Выбор сигнального кабеля для обсерватории Veritas» с генератором импульсов с временем нарастания <200 пс [6]
  • Одноканальные генераторы импульсов существовали в 1950-х годах [7].
  • "Определение характеристик пленок пермаллоя на полосах с высокой шириной полосы" Journal of Magnetism and Magnetic Materials Volumes 272-276, Supplement 1, May 2004, Pages E1341-E1342
  • «Протопорфирин IX естественным образом встречается при колоректальном раке и его метастазах» [8]
  • Тестирование детектора с кремниевой лентой с генератором импульсов инфракрасного света [9]