一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路
专利汇可以提供一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种大幅度皮秒级窄脉冲发生 电路 ，它包括：触发 信号 、 雪 崩 三极管 Marx级联脉冲产生电路及阶跃恢复 二极管 脉冲整形电路。所述雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路接收触发信号, 阶跃恢复二极管 脉冲整形电路与雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路连接。本发明利用雪崩三极管Marx级联使得雪崩单元中储能电容采用并联充电、 串联 放电的形式产生大幅度脉冲，再利用阶跃恢复二极管的阶跃恢复特性产生大幅值的窄脉冲。其前后沿均较为陡峭，脉冲幅度介于20V~30V之间，脉冲宽度低至200ps以下，满足 半导体 激光器 的脉冲驱动应用需求。，下面是一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路专利的具体信息内容。
1.一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路，其特征在于该电路包括触发信号、雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路及阶跃恢复二极管脉冲整形电路, 雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路接收触发信号, 阶跃恢复二极管脉冲整形电路与雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路连接；其中：
所述触发信号，幅度为3～10V，重复频率为10KHz 10MHz，上升沿为1 3ns；
~ ~
所述雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路，包括：电容C1、电阻R1、起始雪崩单元和多级雪崩单元；所述电容C1一端连接触发信号，另一端连接电阻R1的一端，同时连接起始雪崩单元，电阻R1另一端接地；
所述起始雪崩单元包括：起始雪崩三极管Q1、起始集电极储能电容C2及起始集电极电阻R2，所述起始集电极电阻R2一端连接供电电压VCC的输出端，另一端连接起始集电极储能电容C2，并且同时连接起始雪崩三极管Q1的集电极，起始雪崩三极管Q1的发射极接地，起始雪崩三极管Q1的基极连接电容C1一端；起始集电极储能电容C2的另一端连接多级雪崩单元；
所述多级雪崩单元由数个单级雪崩单元连接而成，每一单级雪崩单元由雪崩三极管、集电极电容、集电极电阻以及发射极电阻组成，其中，任意单级雪崩单元集电极电阻的一端连接至供电电压VCC的输出端，另一端连接集电极电容，并且同时连接本级雪崩单元中雪崩三极管的集电极，本级雪崩单元中的雪崩三极管的发射极与其自身的基极相连，并且同时连接发射极电阻一端，发射极电阻另一端接地，本级雪崩单元的集电极电容的另一端连接相邻雪崩单元的雪崩三极管的基极；最后一级雪崩单元的集电极电容远离集电极的一端通过一电阻R11接地，并且同时连接阶跃恢复二极管脉冲整形电路；
所述阶跃恢复二极管脉冲整形电路，包括：第一阶跃恢复二极管D1、第二阶跃恢复二极管D2、电容C7、电容C8、电阻R12、电阻R13及电阻R14，所述电容C7的一端连接多级雪崩单元、另一端连接第一阶跃恢复二极管D1正极，并且同时通过第二偏置电阻R12连接至第一偏置电压VD1的输出端，第一阶跃恢复二极管D1的负极接地；第二阶跃恢复二极管D2，其正极通过电阻R13连接至第二偏置电压VD2的输出端，第二阶跃恢复二极管D2的负极连接至电阻R14，并且同时作为脉冲信号的输出端；电容C8作为耦合电容连接第一阶跃恢复二极管D1的正极与第二阶跃恢复二极管D2的正极；电阻R14另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路，其特征在于：所述雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路雪崩单元级数为5 20级。
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3.根据权利要求1所述的一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路，其特征在于：所述雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路中电容C1的电容值为50pf 100pf，电阻R1的值为50Ω 100Ω。
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4.根据权利要求1所述的一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路，其特征在于：所述雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路中各集电极电阻的值相等，为1KΩ 10KΩ；各集电极储能电容~
的电容值相等，为5pf 51pf；各发射极电阻的值相等，为1KΩ 10KΩ之间。
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5.根据权利要求1所述的一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路，其特征在于：所述阶跃恢复二极管脉冲整形电路中电容C7和电容C8的电容值相等，取值10nf。
6.根据权利要求1所述的一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路，其特征在于：所述阶跃恢复二极管脉冲整形电路中电阻R12和电阻R13的阻值相等，为100Ω 1KΩ之间。
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7.根据权利要求1所述的一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路，其特征在于：所述供电电压VCC的取值范围为15V 25V，所述第一偏置电压VD1和第二偏置电压VD2的取值范围为1V~ ~
5V。
一种大幅度皮秒级窄脉冲发生电路
技术领域
背景技术
发明内容
所述触发信号，幅度为3～10V，重复频率为10KHz 10MHz，上升沿为1 3ns；
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所述雪崩三极管Marx级联脉冲产生电路，包括：电容C1、电阻R1、起始雪崩单元和多级雪崩单元；所述电容C1一端连接触发信号，另一端连接电阻R1的一端，同时连接起始雪崩单元，电阻R1另一端接地；
所述起始雪崩单元包括：起始雪崩三极管Q1、起始集电极储能电容C2及起始集电极电阻R2，所述起始集电极电阻R2一端连接供电电压VCC的输出端，另一端连接起始集电极储能电容C2，并且同时连接起始雪崩三极管Q1的集电极，起始雪崩三极管Q1的发射极接地，起始雪崩三极管Q1的基极连接电容C1一端；起始集电极储能电容C2的另一端连接多级雪崩单元；
所述多级雪崩单元由数个单级雪崩单元连接而成，每一单级雪崩单元由雪崩三极管、集电极电容、集电极电阻以及发射极电阻组成，其中，任意单级雪崩单元集电极电阻的一端连接至供电电压VCC的输出端，另一端连接集电极电容，并且同时连接本级雪崩单元中雪崩三极管的集电极，本级雪崩单元中的雪崩三极管的发射极与其自身的基极相连，并且同时连接发射极电阻一端，发射极电阻另一端接地，本级雪崩单元的集电极电容的另一端连接相邻雪崩单元的雪崩三极管的基极；最后一级雪崩单元的集电极电容远离集电极的一端通过一电阻R11接地，并且同时连接阶跃恢复二极管脉冲整形电路；
所述阶跃恢复二极管脉冲整形电路，包括：第一阶跃恢复二极管D1、第二阶跃恢复二极管D2、电容C7、电容C8、电阻R12、电阻R13及电阻R14，所述电容C7的一端连接多级雪崩单元、另一端连接第一阶跃恢复二极管D1正极，并且同时通过第二偏置电阻R12连接至第一偏置电压VD1的输出端，第一阶跃恢复二极管D1的负极接地；第二阶跃恢复二极管D2，其正极通过电阻R13连接至第二偏置电压VD2的输出端，第二阶跃恢复二极管D2的负极连接至电阻R14，并且同时作为脉冲信号的输出端；电容C8作为耦合电容连接第一阶跃恢复二极管D1的正极与第二阶跃恢复二极管D2的正极；电阻R14另一端接地。
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之间。
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附图说明
具体实施方式
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状态，供电电压VCC通过集电极电阻R2 R6对集电极储能电容C2 C6进行充电，此时各雪崩三~ ~
极管Q1 Q5均处于临界雪崩状态，各集电极储能电容C2 C6均充有直流偏置电源电压VCC，阶~ ~
跃恢复二极管在正向偏置电压VD1和VD2的作用下，均处于正向偏置状态；
步骤二、当触发信号到来时，首先使得起始雪崩单元中雪崩三极管Q1的偏置状态改变，发生雪崩击穿，雪崩三极管Q1迅速导通，起始集电极储能电容C2迅速放电，其左端电位等于地电位，右端电位约等于-VCC（均指对地电位），雪崩三极管Q2的集电极-发射极两端大约有
2倍VCC的瞬间电压，使得雪崩三极管Q2从临界雪崩击穿状态转变成雪崩击穿状态而发生导通；以此类推，雪崩三极管Q3 Q5依次发生雪崩击穿，这种现象相当于有一个雪崩加速的效~
果，非常有利于脉冲前沿的锐化，对于级联产生大幅度窄脉冲有着积极作用；
步骤三、各级雪崩三极管Q1 Q5全部雪崩后，此时各级集电极储能电容C2 C6相当于串~ ~
联，对第一负载电阻R11放电，形成大幅度负脉冲；
步骤四、大幅度负脉冲信号到达阶跃恢复二极管脉冲整形网络时，第一阶跃恢复二极管D1处于反向偏置状态，结间存储的电荷开始消耗，经过一段时间电荷提取完毕后D1迅速截止，第二阶跃恢复二极管D2处于反向偏置状态，开始消耗D2的结间存储电荷，经过一段时间电荷消耗完毕后D2迅速截止，在第二负载电阻R14处产生一个前沿和后沿均得到优化的大幅度窄脉冲信号；
步骤五、调节集电极供电电压VCC的大小可改变最终输出脉冲的幅度，VCC越大，则脉冲幅度越大。调节第一偏置电压VD1、第二偏置电压VD2的大小可改变输出脉冲的宽度，偏置电压越大，脉冲宽度越大。其中，第二偏置电阻R12和第三偏置电阻R13的大小与所选取的阶跃恢复二极管D1、D2的型号相关。C8为阶跃恢复二极管脉冲整形网络的级间耦合电容，通常取值为10nf左右。
调，脉冲幅度为20V 30V可调。脉冲的前沿光滑度好，抖动性小，振铃几乎为零，脉冲的后沿~
存在一定振铃，但是由于激光器需要脉冲信号的幅值大于其阈值电压，因此非常适合半导体激光器的脉冲驱动应用。
（2）阶跃恢复二极管脉冲整形电路中的正向偏置电压源VD1和VD2可以用恒流源来代替；
（3）在阶跃恢复二极管脉冲整形电路的输出端可串联肖特基二极管，对输出脉冲信号的过冲及振铃进行优化。
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