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［ＰＬ ＨＩ Ｓ ＦＰＩ Ｔ Ｎ］ Ｉ Ｃ Ｏ

基于Ａ Ｓ Ｄ 软件的 脉冲电 路设１

北京理工大学信息科学技术学院 杖 摘 要： 　　　　 基于电容微分结构设计脉冲产生电 路。 利用ＡＳ Ｄ 软件对电 路进行仿真和优化， 脉冲

对 电路进行调试得到的结果与仿真结果基本一致。

关健词 ： 　　　　微分电 路；脉冲； Ｄ；仿真 ＡＳ

引言

高速窄脉冲技术是超宽带雷达中的关 　　　　 键技术。 传统的窄脉冲产生电路的核心是

高速器件， 不同的高速器件构成不同性能 的高速脉冲产生电路。 对于作用距离较短 的两线制测距雷达来说， 高速器件产生的

窄脉冲无疑会带来很大的功耗 ， 这就使两 线制的实现遇到了很大的阻力。

波形发生突变的瞬间才有输出。 而对恒定

者可以通过这个实例对更高级的应用进行

深人研究。

部分则没有输出。 输出的尖脉冲波形的宽 度与Ｒ 有关（ Ｃ 即电路的时间常数） Ｒ 越 ， Ｃ

利用 Ａ Ｓ 　　　　 软件设计电路的流程如图２ Ｄ 所示， 它包括了从原理图到Ｐ Ｂ Ｃ 板图的各 级仿真。 可以看到， 当任何一级仿真结果不

理想时 ，都

必须 回到原

小， 尖脉冲波形越窄， 反之则宽。此电路 的Ｒ Ｃ必须远远少于输人波形的宽度， 否 则就失去了波形变换的作用， 变为一般的 Ｒ 祸合电路了， Ｃ 一般Ｒ 少于或等于输人 Ｃ 波形宽度的 １ １ 就可以了。 ／０

理 图中重新 进行优化 ， 并进行再次 仿真 ，直到 仿真结果满 意为止 ，这 样可以保证 实际电路与 仿真 电路的 一致性。

图 ２　 Ｓ Ａ 软件设计电路流程 Ｄ

本文介绍一种基于电容微分结构的低 　　　　 功耗脉冲产生电路 ，脉冲宽度可以做到

ＡＳ Ｄ 软件介绍

安捷伦高级设计系统 Ａ Ｓ 　　　　 Ｄ 是一套强 大的电子设计 自 动化（Ｄ ） Ｅ Ａ 软件，可以模 拟整个通信信号通路， 完成从电路到系统

１５ ｓ ．ｎ ，比以往用简单模拟器件产生的窄 脉冲在脉冲宽度上有很大程度的提高。 利

用Ａ ｉ ｎ 公司的电子设计自 ｇｌ ｔ ｅ 动化软件

ＡＳ Ｄ 对该电路进行了仿真优化， 并进行了 调试。实测结果与仿真结果基本一致， 证

的各级仿真。它把广泛的经过验证的射

频、 混合信号和电磁设计工具集成到一个

灵活的环境中。 本文只简单介绍了Ａ Ｓ Ｄ软

件最基本的电路设计仿真方面的应用， 读

明Ａ Ｓ Ｄ 软件在电路建模与仿真方面具有

很高的可靠性。

微分电路

无源微分电路结构如图 １ 　　　　 所示， 它实

际上就是一种简单的Ｒ Ｃ充放电回路，当 电路的时间常数 Ｒ Ｃ比较小时，有下式。

ｕ 　　 。 ． Ｒ 。 一Ｒ、 Ｃ ｔ 一ｕ

口 今＿

今

ｄ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ｕ

卜州 　　　　　　　　　　　　　　

Ｃ ２０ Ｆ ＝０ ｐ

图 １ 无源微 分电路结构

电路完成微分运算。 　　　　 微分电路可把矩

形波转换为尖脉冲波， 此电路的输出波形 只反映输入波形的突变部分， 即只有输入

Ｐｅ ｉｄ １ ０ ｎ ｒ ＝　 ０　 ｏ ０ ｓ

图 ３ 脉冲产生 电路 的拓扑结构 图

万方数据

［ＰＬ ＲＩ Ｓ ＲＰＩ Ｔ Ｎ］ Ｃ Ｏ

脉冲电路设计

基于电容微分结构的脉冲产生电路在 　　　　 Ａ Ｓ Ｄ 软件中的拓扑结构如图３ 所示。 Ｄ ＡＳ 的器件库中有非常丰富的器件模型。 本电

芍

》

２． ６

２． ０

，

５

月 ． ０ ０ ０

０

０ ６ ０ ６

路中激励源Ｓ Ｉ ＲＣ 采用上下延幅度为 ５ Ｖ

（． －． ，　 ２ Ｖ，率 ＩＨ ＶＷ ２ ＶＶ ｎ　 ） 为 Ｍ ｚ ｉ ５ ｈ ． 频 ＝ ｇ ｉ ５

的方波晶体振荡器。 整形二极管Ｄ ，　， ＩＤ ２ Ｄ 选用Ａ ｉｎ Ｈ ＭＳ８０ 该二极管封 ３ ｇ ｅｔ　 ２２， ｌ Ｓ 装为三个管脚， 其中一个管脚无效， 呈断 开状态并不影响仿真结果。 三极管Ｑ 选用 Ｉ Ｓｅ ｅｓＢ Ｔ ２　 经过三极管后， ｉ ｎ＿ Ｆ ９Ｗ， ｍ 周期

信号的上升沿变为下降沿。 这样使产生的

西 氏 召 Ｆ ＼ 月、 ｛＼ 月 ／ 又

６ａ 月 ｓａ ｅ

坐标每格为１５ｓ纵坐标每格为５０ Ｖ ． ， ｎ ０ｍ ．

所设计的脉冲产生电路实际脉冲宽度约为

１ ｎ。 于一些器 ． ｓ由 ５ 件的损耗， 脉冲幅度有

所降低， 约为２５ 。 ． 实测结果与仿真结果 Ｖ

基本一致。

ｅ 　　　　　　　　　　 ６ 　　　　 口 ｃ０ ｓａｔ　 　　　　　 ０２　 ６ｃ

！ｍ二 ｒ ０ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ｉ ｒ ｏ ｓ　

图 ４　 Ｓ Ａ 的最佳仿真结果 Ｄ

．．．．．．．．．．．．．．．．

满足脉冲宽度条件下， 取合适的Ｃ 和Ｒ ５ ５

值， 来获得最大脉冲幅度。最佳仿真结果

脉冲信号在时间轴上处在每个周期范围的 中间。Ｔ ａ Ｉ ｒｎ　 为仿真模块， 该电路仿真模

如图４ 所示， 脉冲周期与激励源相同， 为 Ｉ ｚ 脉冲宽度约为１５ｓ 脉冲幅度约 ＭＨ ，

． ， ｎ

为３ Ｖ，

一 ｛一‘’ ， ｛’‘一‘ 一 二一‘“ ， ‘‘” 一 ”” 一毅 Ｃ ‘ ，二 一 一 ， ＿

ｌ

式为Ｔ Ａ Ｓ Ｎ ， Ｒ Ｎ Ｉ Ｔ 即瞬态（ 仿真。 Ｅ 时域） 最

下 一｝ 万

图 ５ 实际电路 的测试结果

终的仿真结果从探测点Ｖ　 ｔ ｏ 输出。 ｕ 对该电路安装并进行了调试 ， 　　　　 利用泰 对该电路进行仿真并进行多次优化。 克示波器对各项指标进行了测量。 　　　　 需要指 相对应的 其中Ｃ 和Ｒ 的取值对脉冲的幅度和宽度 出的是，因为脉冲宽度比较窄， ５ ５ 影响较大。当它们取值较大时 ， 则脉冲幅 在频域中的频谱就较宽， 因此应选用带宽

度很高， 但相应的脉冲宽度也很宽。 可见， 在 １ Ｈ 以上的示波器才能淮确地进行测 Ｇ ｚ

参考文献

ｇ＿ ｕ　 ｍ二 ｍ ｝ ‘ 一

肠 四

！胡鹰 ．微分电路 Ｒ Ｃ ， 参数分析 ． 四川轻化 工学院学报 ，１９ １ 　　 ９９ ２

脉冲幅度和宽度之间是相互制约的。 要在

（ 上接第 ４ 页） ５

量。实际测量的结果如图 ５ 所示。图中横

关闭系统

的抵御噪声功能， 但是在

．Ｄ Ｎ和Ｄ Ｐ 　　　　 Ｘ 输人端间， Ｘ 必须连接

上一个陶瓷电容， 通过滤除噪声来保证温

度端限的精确度， 且电容的位置应该尽量

实际应用中， 还是要特别

注意， Ｘ 和 Ｄ Ｎ的布 ＤＰ Ｘ 诸如高速数字线、 转换调 另外Ｄ Ｐ Ｘ Ｘ 和Ｄ Ｎ的布线

还应是成对出现 ， 且尽可

图 ２　 Ａ ６ ８ 在 ＣＵ 　 Ｍ Ｘ ６ ５ Ｐ 温度保护 中的应 用

．．．．．．．．．．．．．．．．

线应该尽量远离噪声源 ， 靠近Ｄ Ｐ Ｘ Ｘ 和Ｄ Ｎ引 其值大约控制在 脚，

２０ｐ 。 ００Ｆ 若超过此值， 将会引起测量上的

差。

０ ℃的误 整器、 感应器、 变压器等。 误差，５％的变化大致会引起 士１

能贴面。 在被测温度接近 　　　　　　　　

结束语

人们使用各种方法来保证 Ｃ Ｕ的安 　　　　 Ｐ

如果温度继续上升 ，或者遇到紧急情况 ， 上、 下限时， ℃的滞后对输出起到了保护 全工作， ５ 但常常会忽视Ｃ Ｕ的性能受温度 Ｐ 使得 Ｃ Ｕ的温度超过或接近温度上限时 ， 作用， Ｐ 使其避免接触弹跳。 经过事先调整， 的影响。ＭＡ ６８／ ６６ Ｃ Ｕ温度保 Ｘ ６５ ６８ 在 Ｐ 引 ＨＨ 脚ＴＩ显示低电 并发出 Ｇ 平， 指令关闭电 可以将 ＭＡ ６ ８／ ６ ６ Ｘ ６ ５ ６ ８ 的上限温度设置 护中的应用的优势正在于它双重输出的设 脑，确保 Ｃ Ｕ的安全。 Ｐ 在＋２℃ １５　 而下限温度则是引

１ 或＋２Ｃ， ０

使用注意事项

．尽管ＭＡ ６８／ ６６ Ｘ ６５ ６８本身具备很好

脚可编程的， ℃的增量进行变化。 以５ 要特 别注意的是， 对引脚Ｓ ，　 １ Ｓ 设置所需的温 ２

计， 能够根据系统内部热量达到的不同程 度， 分别采取相应措施。 既保证 Ｃ Ｕ的安 Ｐ 全工作，又保障其性能的正常发挥。

度 值时， 须 必 确保引 Ｉ尚 脚Ｖ。 未通电 ， 。

巨 　　　　 召

令‘ ３　 ２０． 幸 　　　４５ ０

万方数据

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