高速脉冲发生器脉冲波形模块设计

论文摘要

脉冲信号发生器是电子技术领域的一种常用设备,可以产生和模拟测试信号。除作为常规信号源使用外,还可以用于测试或校准其他电子仪器的线性、稳定性。其中的数字波形产生模块作为脉冲信号发生器的核心部分,可供输出在各种模式要求下的脉冲信号。基于研究和发展脉冲信号发生器,特别是高速脉冲信号发生器的迫切需要,通过实际进行中的高速脉冲/数据发生器项目的开展,围绕其中的脉冲信号模块的波形产生过程进行研究,本文提出切实可行的方案,以实现具有各种参数的可调脉冲数字波形。概括来讲,本文的主要工作就是:1.简述脉冲波形的产生流程和设计思路;划分重要设计子模块及功能。2.利用已有时钟板产生脉冲发生模块产生产生脉冲信号时的系统时钟;同时设计并实现同步时钟作为脉冲延迟的计数时钟。3.通过FPGA器件作为核心产生不同模式下脉冲输出和延迟。4.采用FPGA片外可编程延迟线芯片组以实现对脉冲高分辨率延迟和脉冲宽度调理工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的意义与价值
• 1.2 国内外发展现状和发展趋势
• 1.3 系统的功能概述
• 1.4 系统的性能指标
• 1.5 主要任务
• 第二章 系统设计方案
• 2.1 脉冲波形的产生原理
• 2.2 脉冲波形产生的设计方案
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 系统硬件设计功能框图
• 3.2 关键器件选择与使用
• 3.2.1 脉冲波形产生的核心器件－高速FPGA
• 3.2.2 可编程延迟器件
• 3.2.3 高性能脉宽合成触发器
• 3.3 脉冲波形的发生－核心器件的设计
• 3.3.1 接口模块
• 3.3.2 模式脉冲形成模块
• 3.3.3 FPGA 内部的延迟电路
• 3.4 硬件系统的其它设计和实现
• 3.4.1 电源模块的设计和供电
• 3.4.2 计数时钟的产生与提供
• 3.4.2 延迟线组的设计结构
• 3.5 高速PCB 布板设计与实现
• 3.5.1 基于ECL 电路实现高速设计
• 3.5.2 用阻抗匹配解决信号完整性问题
• 3.5.3 合理布局布线提高系统性能
• 3.5.4 其它设计问题
• 3.5.5 PCB 板的布板布线
• 第四章 系统的调试与测试
• 4.1 FPGA 的仿真与验证
• 4.1.1 脉冲输出模式的仿真验证
• 4.1.2 脉冲输出性能的仿真验证
• 4.1.3 仿真验证结论
• 4.2 FPGA 的下载与配置
• 4.3 电路调试与测试
• 4.4 调试中遇到的问题和解决办法
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果