崩脉冲发生器

阅读:162发布:2020-05-23

专利汇可以提供崩脉冲发生器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供了产生脉冲的 电路 和方法。该产生可以包含利用脉冲产生电路接收至少一个触发输入 信号 ;利用脉冲产生电路响应该至少一个触发 输入信号 的至少一部分产生持续时间小于晶体管的 雪 崩时间的 电压 脉冲;把来自脉冲产生电路的电压脉冲发送给晶体管的一个 端子 ,该晶体管被构建和安排成可工作在雪崩模式下;以及响应该电压脉冲,从该晶体管的至少一个端子输出雪崩脉冲。在一些 实施例 中,可以利用雷达系统中的天线发送脉冲,以及可以接收和处理返回脉冲。,下面是崩脉冲发生器专利的具体信息内容。

1.一种产生脉冲的电路,包含:
晶体管,其被构建和安排成可工作在崩模式下;以及
脉冲产生电路,其被构建和安排成接收至少一个触发输入信号;响应该至少一个触发输入信号的至少一部分,产生持续时间小于晶体管的雪崩时间的电压脉冲,所述雪崩时间为从雪崩被触发到其结束所经历的时间;以及把该电压脉冲发送给晶体管的一个端子
其中该晶体管被构建和安排成响应该电压脉冲,从该晶体管的至少一个端子输出雪崩脉冲;
其中该电路进一步包含构建和安排成产生负电压的至少一个负偏压发生器;
其中该脉冲产生电路包含:
至少一个阶跃恢复二极管(SRD),在该至少一个阶跃恢复二极管阴极上以负电压为基准,其中该阶跃恢复二极管被构建和安排成在该至少一个阶跃恢复二极管的阳极上接收至少一个触发输入信号,当该至少一个触发输入信号具有正电压时储存电荷,而当该至少一个触发输入信号具有负电压时停止储存电荷;以及
至少一个电感器,其被构建和安排成在该至少一个阶跃恢复二极管停止储存电荷之后产生电压脉冲。
2.如权利要求1所述的电路,其中在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上,该晶体管被构建和安排成处在断开状态下。
3.如权利要求2所述的电路,其中在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上,该负电压使晶体管的基极端子上的电压比晶体管的发射极端子上的电压更负。
4.如权利要求1所述的电路,其中该至少一个负偏压发生器包含负偏压放大器,其被构建和安排成接收至少一个负偏压输入信号,以及放大该至少一个负偏压输入信号以产生至少一个负电压。
5.如权利要求4所述的电路,其中该至少一个负偏压发生器进一步包含与该至少一个阶跃恢复二极管基本相同的至少一个温度补偿阶跃恢复二极管。
6.如权利要求1所述的电路,其中该脉冲产生电路进一步包含构建和安排成衰减脉冲电压的至少一个电阻器。
7.如权利要求1所述的电路,其中该晶体管是NPN晶体管。
8.如权利要求1所述的电路,其中该雪崩脉冲具有250到350皮秒的持续时间。
9.如权利要求1所述的电路,其中该电压脉冲具有小于300皮秒的持续时间。
10.如权利要求1所述的电路,其中在晶体管的发射极端子上输出该雪崩脉冲。
11.如权利要求1所述的电路,其中在晶体管的集电极端子和发射极端子上差分地输出该雪崩脉冲。
12.如权利要求1所述的电路,进一步包含构建和安排成将至少一个信号发送给晶体管的集电极端子的至少一个电压源。
13.如权利要求1所述的电路,其中该至少一个触发输入信号包含具有50%占空比的方波。
14.如权利要求1所述的电路,进一步包含触发输入放大器,其被构建和安排成接收至少一个输入信号,以及放大该至少一个输入信号以产生至少一个触发输入信号。
15.如权利要求14所述的电路,进一步包含构建和安排成将该触发输入放大器与该脉冲产生电路耦合的至少一个耦合电容器。
16.一种产生脉冲的方法,包含:
利用脉冲产生电路接收至少一个触发输入信号;
利用脉冲产生电路响应该至少一个触发输入信号的至少一部分产生电压脉冲;
把来自脉冲产生电路的电压脉冲发送给被构建和安排成可工作在雪崩模式下的晶体管的一个端子;以及
响应该电压脉冲,从该晶体管的至少一个端子输出雪崩脉冲;
其中该电压脉冲具有小于晶体管的雪崩时间的持续时间,所述雪崩时间为从雪崩被触发到其结束所经历的时间;
其中该方法进一步包含利用至少一个负偏压发生器产生负电压;
其中产生电压脉冲包含:
在至少一个阶跃恢复二极管(SRD)的阳极上接收至少一个触发输入信号,在该至少一个阶跃恢复二极管的阴极上以负电压为基准;
当该至少一个触发输入信号具有正电压时利用该阶跃恢复二极管储存电荷,而当该至少一个触发输入信号具有负电压时停止利用该阶跃恢复二极管储存电荷;以及在该至少一个阶跃恢复二极管停止储存电荷之后利用至少一个电感器产生电压脉冲。
17.如权利要求16所述的方法,进一步包含在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上使晶体管保持在断开状态下。
18.如权利要求17所述的方法,其中在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上,该负电压使晶体管的基极端子上的电压比晶体管的发射极端子上的电压更负。
19.如权利要求16所述的方法,其中该产生负电压包含:
利用负偏压放大器接收至少一个负偏压输入信号;以及
利用负偏压放大器放大该至少一个负偏压输入信号以产生至少一个负电压。
20.如权利要求19所述的方法,进一步包含利用与该至少一个阶跃恢复二极管基本相同的至少一个温度补偿阶跃恢复二极管补偿温度。
21.如权利要求16所述的方法,其中该产生电压脉冲进一步包含利用至少一个电阻器衰减电压脉冲。
22.如权利要求16所述的方法,其中该晶体管是NPN晶体管。
23.如权利要求16所述的方法,其中该雪崩脉冲具有250到350皮秒的持续时间。
24.如权利要求16所述的方法,其中该电压脉冲具有小于300皮秒的持续时间。
25.如权利要求16所述的方法,其中在晶体管的发射极端子上输出该雪崩脉冲。
26.如权利要求16所述的方法,其中在晶体管的集电极端子和发射极端子上差分地输出该雪崩脉冲。
27.如权利要求16所述的方法,进一步包含利用电压源将至少一个信号发送给晶体管的集电极端子。
28.如权利要求16所述的方法,其中该至少一个触发输入信号包含具有50%占空比的方波。
29.如权利要求16所述的方法,进一步包含:
利用触发输入放大器接收至少一个输入信号,以及
利用该触发输入放大器放大该至少一个输入信号以产生至少一个触发输入信号。
30.如权利要求29所述的方法,利用至少一个耦合电容器将该触发输入放大器与该脉冲产生电路耦合。
31.一种雷达系统,包含:
雪崩脉冲发生电路,该雪崩脉冲发生电路包含:
晶体管,其被构建和安排成可工作在雪崩模式下;
脉冲产生电路,其被构建和安排成接收至少一个触发输入信号;响应该至少一个触发输入信号的至少一部分,产生持续时间小于晶体管的雪崩时间的电压脉冲,所述雪崩时间为从雪崩被触发到其结束所经历的时间;以及把该电压脉冲发送给晶体管的一个端子;其中该晶体管被构建和安排成响应该电压脉冲,从该晶体管的至少一个端子输出雪崩脉冲;
与该雪崩脉冲发生电路连接的天线,该天线被构建和安排成发送雪崩脉冲和接收返回脉冲;以及
与该天线连接的处理器,该处理器被构建和安排成处理返回脉冲,生成图像数据,以及将该图像数据发送给显示器;
其中该雪崩脉冲发生电路进一步包含构建和安排成产生负电压的至少一个负偏压发生器;
其中该脉冲产生电路包含:
至少一个阶跃恢复二极管(SRD),在该至少一个阶跃恢复二极管的阴极上以负电压为基准,其中该阶跃恢复二极管被构建和安排成在该至少一个阶跃恢复二极管的阳极上接收至少一个触发输入信号,当该至少一个触发输入信号具有正电压时储存电荷,而当该至少一个触发输入信号具有负电压时停止储存电荷;以及
至少一个电感器,其被构建和安排成在该至少一个阶跃恢复二极管停止储存电荷之后产生电压脉冲。
32.如权利要求31所述的雷达系统,其中该晶体管被构建和安排成在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上处在断开状态下。
33.如权利要求32所述的雷达系统,其中在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上,该负电压使晶体管的基极端子上的电压比晶体管的发射极端子上的电压更负。
34.如权利要求31所述的雷达系统,其中该至少一个负偏压发生器包含负偏压放大器,其被构建和安排成接收至少一个负偏压输入信号,以及放大该至少一个负偏压输入信号以产生至少一个负电压。
35.如权利要求34所述的雷达系统,其中该至少一个负偏压发生器进一步包含与该至少一个阶跃恢复二极管基本相同的至少一个温度补偿阶跃恢复二极管。
36.如权利要求31所述的雷达系统,其中该脉冲产生电路进一步包含构建和安排成衰减电压脉冲的至少一个电阻器。
37.如权利要求31所述的雷达系统,其中该晶体管是NPN晶体管。
38.如权利要求31所述的雷达系统,其中该雪崩脉冲具有250到350皮秒的持续时间。
39.如权利要求31所述的雷达系统,其中该电压脉冲具有小于300皮秒的持续时间。
40.如权利要求31所述的雷达系统,其中:
在晶体管的发射极端子上输出该雪崩脉冲;以及
将该天线与该晶体管的发射极端子连接。
41.如权利要求31所述的雷达系统,其中:
在晶体管的集电极端子和发射极端子上差分地输出该雪崩脉冲;
将该天线与该晶体管的集电极端子和发射极端子连接。
42.如权利要求31所述的雷达系统,进一步包含构建和安排成将至少一个信号发送给晶体管的集电极端子的至少一个电压源。
43.如权利要求31所述的雷达系统,其中该至少一个触发输入信号包含具有50%占空比的方波。
44.如权利要求31所述的雷达系统,进一步包含触发输入放大器,其被构建和安排成接收至少一个输入信号,以及放大该至少一个输入信号以产生至少一个触发输入信号。
45.如权利要求44所述的电路,进一步包含构建和安排成将该触发输入放大器与该脉冲产生电路耦合的至少一个耦合电容器。
46.如权利要求31所述的电路,进一步包含构建和安排成控制至少一个触发输入信号的控制器
47.一种创建雷达图像的方法,包含:
利用脉冲产生电路接收至少一个触发输入信号;
利用脉冲产生电路响应该至少一个触发输入信号的至少一部分产生电压脉冲;
把该电压脉冲从脉冲产生电路发送给被构建和安排成可工作在雪崩模式下的晶体管的一个端子;
响应该电压脉冲将来自晶体管的至少一个端子的雪崩脉冲输出到天线;
利用该天线发送该雪崩脉冲;
利用该天线接收返回脉冲;
利用处理器处理该返回脉冲以生成图像数据;以及
将该图像数据发送给显示器;
其中该电压脉冲具有小于晶体管的雪崩时间的持续时间,所述雪崩时间为从雪崩被触发到其结束所经历的时间,
其中该方法进一步包含利用至少一个负偏压发生器产生负电压;
其中产生负电压包含:
在至少一个阶跃恢复二极管(SRD)的阳极上接收至少一个触发输入信号,在该至少一个阶跃恢复二极管的阴极上以负电压为基准;
当该至少一个触发输入信号具有正电压时利用该阶跃恢复二极管储存电荷,而当该至少一个触发输入信号具有负电压时停止利用该阶跃恢复二极管储存电荷;以及在该至少一个阶跃恢复二极管停止储存电荷之后利用至少一个电感器产生电压脉冲。
48.如权利要求47所述的方法,进一步包含在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上使晶体管保持在断开状态下。
49.如权利要求48所述的方法,其中在除了电压脉冲被发送给晶体管的端子的时间之外的所有其它时间上,该负电压使晶体管的基极端子上的电压比晶体管的发射极端子上的电压更负。
50.如权利要求47所述的方法,其中该产生负电压包含:
利用负偏压放大器接收至少一个负偏压输入信号;以及
利用负偏压放大器放大该至少一个负偏压输入信号以产生至少一个负电压。
51.如权利要求50所述的方法,进一步包含利用与该至少一个阶跃恢复二极管基本相同的至少一个温度补偿阶跃恢复二极管补偿温度。
52.如权利要求47所述的方法,其中该产生电压脉冲进一步包含利用至少一个电阻器衰减电压脉冲。
53.如权利要求47所述的方法,其中该晶体管是NPN晶体管。
54.如权利要求47所述的方法,其中该雪崩脉冲具有250到350皮秒的持续时间。
55.如权利要求47所述的方法,其中该电压脉冲具有小于300皮秒的持续时间。
56.如权利要求47所述的方法,其中:
在晶体管的发射极端子上输出该雪崩脉冲;以及
将天线与晶体管的发射极端子连接。
57.如权利要求47所述的方法,其中:
在晶体管的集电极端子和发射极端子上差分地输出该雪崩脉冲;以及
将天线与晶体管的集电极端子和发射极端子连接。
58.如权利要求47所述的方法,进一步包含利用电压源将至少一个信号发送给晶体管的集电极端子。
59.如权利要求47所述的方法,其中该至少一个触发输入信号包含具有50%占空比的方波。
60.如权利要求47所述的方法,进一步包含:
利用触发输入放大器接收至少一个输入信号,以及
利用该触发输入放大器放大该至少一个输入信号以产生至少一个触发输入信号。
61.如权利要求60所述的方法,利用至少一个耦合电容器将该触发输入放大器与该脉冲产生电路耦合。
62.如权利要求47所述的方法,进一步包含利用控制器控制至少一个触发输入信号。

说明书全文

崩脉冲发生器

[0001] 优先权
[0002] 本申请要求2011年8月15日提交的美国临时申请第61/523,512号的优先权的利益,在此通过引用并入其全部内容。

技术领域

[0003] 本公开涉及产生脉冲的系统和方法。依照本公开,生成的脉冲可以用在雷达应用中。发明内容
[0004] 在一个方面中,本公开的目的是提供一种产生脉冲的电路。该电路可以包括晶体管和脉冲产生电路。该晶体管可以被构建和安排成可工作在雪崩模式下。该脉冲产生电路可以被构建和安排成:接收至少一个触发输入信号;响应该至少一个触发输入信号的至少一部分,产生持续时间小于晶体管的雪崩时间的电压脉冲;以及把该电压脉冲发送给晶体管的一个端子。依照该方面,该晶体管可以被构建和安排成响应该电压脉冲,从该晶体管的至少一个端子输出雪崩脉冲。
[0005] 在另一个方面中,本公开的目的是提供一种产生脉冲的方法。该方法可以包括利用脉冲产生电路接收至少一个触发输入信号,以及利用脉冲产生电路响应该至少一个触发输入信号的至少一部分产生电压脉冲。该方法还可以包括把来自脉冲产生电路的电压脉冲发送给被构建和安排成可工作在雪崩模式下的晶体管的一个端子,以及响应该电压脉冲,从该晶体管的至少一个端子输出雪崩脉冲。依照该方面,该电压脉冲可以具有小于晶体管的雪崩时间的持续时间。
[0006] 在进一步的方面中,本公开的目的是提供一种雷达系统。该雷达系统可以包括包含晶体管和脉冲产生电路的电路。该晶体管可以被构建和安排成可工作在雪崩模式下。该脉冲产生电路可以被构建和安排成:接收至少一个触发输入信号;响应该至少一个触发输入信号的至少一部分,产生持续时间小于晶体管的雪崩时间的电压脉冲;以及把该电压脉冲发送给晶体管的一个端子。依照该方面,该晶体管可以被构建和安排成响应该电压脉冲,从该晶体管的至少一个端子输出雪崩脉冲。该雷达系统可以进一步包括与该电路连接的天线,其中该天线可以被构建和安排成发送雪崩脉冲和接收返回脉冲。该雷达系统可以进一步包括与该天线连接的处理器,其中该处理器可以被构建和安排成处理返回脉冲,生成图像数据,并将该图像数据发送给显示器。
[0007] 在另一个方面中,本公开的目的是提供一种创建雷达图像的方法。该方法可以包括利用脉冲产生电路接收至少一个触发输入信号;利用脉冲产生电路响应该至少一个触发输入信号的至少一部分产生电压脉冲;以及把该电压脉冲从脉冲产生电路发送给被构建和安排成可工作在雪崩模式下的晶体管的一个端子。该方法还可以包括响应该电压脉冲将来自晶体管的至少一个端子的雪崩脉冲输出到天线,利用该天线发送该雪崩脉冲,利用该天线接收返回脉冲,利用处理器处理该返回脉冲以生成图像数据,以及将该图像数据发送给显示器。依照该方面,该电压脉冲可以具有小于晶体管的雪崩时间的持续时间。
[0008] 另外的特征和优点部分将在如下的描述中绘出,从所公开实施例的描述中明显看出或通过所公开实施例的实践获知。这些特征和优点将通过在所附权利要求书中具体指出的元件和组合实现和达到。
[0009] 要明白的是,前面的一般性描述和如下的详细描述只是示范性的和说明性的,而不是限制如要求保护的实施例的范围。附图说明
[0010] 图1描绘了按照依照本公开的实施例的穿地雷达系统;
[0011] 图2描绘了按照依照本公开的实施例产生脉冲的电路;
[0012] 图3描绘了来自按照依照本公开的实施例产生脉冲的电路的输出信号;以及[0013] 图4描绘了按照依照本公开的进一步实施例产生脉冲的电路;

具体实施方式

[0014] 能够产生高能窄脉冲的电路可以用在某些应用中。例如,像穿地雷达(GPR)系统那样的雷达系统可以依照本公开配置成发送高能脉冲。仅举例来说,依照本公开的GPR系统可以配置成将高能的窄脉冲发入地中以检测埋藏物。在图1中描绘了依照本公开的GPR系统的一个实施例。该GPR系统可以包括发送单元10、接收单元70、处理单元20、显示单元30、控制单元40、和/或其它组件。依照本公开的发送/接收单元可以包括发送雷达信号和接收返回信号的一个或多个元件15和75(例如,天线)。发送和接收元件15和75可以是分开的(如所描绘),也可以集成成单个元件(例如,收发单元)。依照本公开的电路的实施例(可以形成图1中的发送单元10的一部分,以及如下面进一步所述)可以用于产生可以输送给发送元件15的发送脉冲。发送元件15可以辐射脉冲。这些辐射脉冲可以行进到地60中,以及埋藏物65可以反射该辐射脉冲。由接收元件75接收的反射辐射可以使GPR系统能够向用户提供有关埋藏物的数据。处理单元20可以处理接收的辐射以便形成图像数据,并将图像数据发送给可以使用户观看埋藏物数据的显示单元30。控制单元40可以配备成控制如下元件的操作:依照本公开的脉冲产生电路(例如,通过提供或控制输入信号)、处理单元20、和/或显示单元30。在依照本公开的一些实施例中,控制和处理操作可以由一个或多个处理器和/或由一个或多个电路执行。在一些实施例中,控制和处理功能可以由同一个或多个处理器和/或电路执行。
[0015] 雪崩晶体管可以用于产生依照本公开的GPR系统,以及在其它应用中使用的脉冲。雪崩脉冲本身可以由触发脉冲触发。例如,在一些晶体管中触发脉冲的上升沿可以引起雪崩脉冲。如果触发脉冲在比雪崩脉冲的长度长的时间内保持高电平,则雪崩晶体管可以进入“接通”状态,发出噪声。具有快上升和下降沿的短暂触发脉冲可以触发有点或没有噪声的雪崩脉冲。如下讨论将描述依照本公开可以提供短暂触发脉冲的电路和方法的各种实施例。
[0016] 图2描绘了按照依照本公开的实施例的雪崩脉冲发生电路100。雪崩脉冲发生电路100的实施例可以包括可以工作在雪崩模式下的晶体管101。晶体管101可以是NPN型晶体管或能够工作在雪崩模式下的任何其它晶体管。当晶体管101的集电极102导通时,电流可以通过晶体管101从高压源110流出。来自高压源110的高压能够存储在电容器或多个电容器
115,或者高压可以通过电阻器111从高压源110流出。电容器115可以存在于集电极102与地之间,以促进晶体管101中的雪崩操作。一个或数个电容器112可以存在于高压源110与地之间,可以过滤高压源110中的噪声。高压源110可以被设置成可以在晶体管101中引起可触发雪崩的电压。在一些实施例中,在发射极104上可以取出像50Ω输出160那样的输出160。在发射极104与地之间也可以配备像显示在本例中的50Ω电阻器153那样的阻值,以形成50Ω输出端。
[0017] 雪崩脉冲发生电路100可以包含脉冲产生电路130,脉冲产生电路130可以将触发信号馈送到晶体管101的基极103。可以使触发输入120馈入脉冲产生电路130中。脉冲产生电路130可以包含阶跃恢复二极管131(SRD)和电感器132。在依照本公开的一些实施例中,脉冲产生电路130还可以包含在SRD131阴极上的阻尼电阻器133、和在SRD131阳极上的电容器135和电阻器134。可以通过负偏压140使SRD131和电感器132以负电压为基准。一个或数个电容器141可以存在于负偏压140与地之间,可以起稳定负偏压140的作用。在一些实施例中电阻器151、152可以形成基极103上的分压器。在一些实施例中可以使基极103的输入端上的阻抗很小(例如,51.1Ω)。
[0018] 雪崩脉冲发生电路100可以利用脉冲触发晶体管中101中的雪崩,并且在雪崩发出脉冲结束之前将晶体管101偏置成截止。作出响应,晶体管101可以输出具有快上升和下降沿的短脉冲。例如,图3描绘了可以在晶体管101的发射极104上以单端模式获得的脉冲。这个例子是15V脉冲。这样的脉冲可以具有在85-150皮秒范围内的上升时间和在85-200皮秒范围内的下降时间。这些上升和下降时间可以部分取决于使用的晶体管101。雪崩脉冲发生电路100的一些实施例可以产生具有在,例如,250-350皮秒范围内的总宽度的脉冲。在依照本公开的一些实施例,在集电极102和发射极104上可以以差分输出模式取出晶体管101的输出。在这些实施例中,可以与集电极电容器115串联地加入50Ω电阻。在差分地取出输出的实施例中,可以使集电极102的充电和放电叠加在差分输出上,但晶体管101仍然可以被迅速地偏置成截止。
[0019] 依照本公开,可以将脉冲产生电路设计成向晶体管101提供极短激发。返回到图2,触发输入120可以用于驱动脉冲产生电路130以产生基极103上的触发信号。在依照本公开的实施例,触发输入120可以是像具有50%占空比的方波那样的时钟信号。其它实施例可以使用具有不同波形和/或占空比的其它触发输入120。在依照本公开的一些实施例中,触发输入120可以在正最大电压与负最大电压之间振荡。
[0020] 脉冲产生电路130可以接收触发输入120,并将触发脉冲输出到基极103。可以将负偏压140的负电压选择成当触发输入120处在其最大正值上时,SRD131可以导通,可以通过负偏压140使基极103保持在负电压上。在这个时段期间,SRD131的阴极可以处在负电压上,因此SRD131可以沿着阳极到阴极方向导通,并储存电荷。SRD131的行为可以遵照如下方程。对于恒定正向充电电流IF,储存在SRD131中的电荷可以是QF=IFT[1-e-(t/T)],其中T是少数载流子寿命(8纳秒),以及t是从施加正向电流开始的时间。对于t/T>3,QF=IFT。当触发脉冲变负时,SRD131可以保持在低阻抗上,直到储存的电荷耗尽。因此,只要t>24纳秒,雪崩脉冲发生电路100就可以与占空比无关。在这个时段期间也可以通过负偏压140使基极103以低于地为基准,这可以防止在晶体管101中不可控地发生雪崩。
[0021] 触发输入信号的负边缘可以引起SRD131排放电荷。当电荷被排放时,SRD131可以迅速切换到断开状态,引起电流迅速变化。作出响应,电感器132可以产生可以在晶体管101中触发雪崩的脉冲。这个过程的例子可以按如下进行。如上所述,在实施例中,触发输入120可以从正电压转变成负电压。当触发输入120是负的时,SRD131可以沿着阴极到阳极方向导通,直到所有储存的电荷被清除。当发生这种情况时,SRD131可以非常迅速地停止导通,引起电流迅速变化。迅速电流变化可以在电感器132中触发电压脉冲。该脉冲可以由于电流的迅速变化而快速升高,而由于负偏压140的存在而迅速下降。可以配备一个或数个电阻器133来衰减电感器132的感应脉冲。例如,对于6Vpp触发输入120,可以在电感器132中触发近似2.5V的电压脉冲。电感器132中的电压脉冲可以大到足以克服晶体管101的基极103上的负电压,以便在基极103上提供正电压触发。这个正电压可以在晶体管101中触发雪崩。在一些实施例中,电感器132的脉冲可以是小于1纳秒,在一些实施例中小于300皮秒(例如,80-
120皮秒)的极短暂脉冲。在任何情况下,该脉冲可以小于晶体管101的雪崩时间,其中雪崩时间被定义成从雪崩被触发到其结束所经历的时间。这可以是充分短暂的脉冲,以便当雪崩结束时在基极103上不再存在正电压,或可以与雪崩结束同时地或此后不久从基极103中消除正电压。
[0022] 图4描绘了按照本发明的进一步实施例的雪崩脉冲发生电路300。图4的雪崩脉冲发生电路300与图2的雪崩脉冲发生电路100相似,但在雪崩脉冲发生电路300中在集电极302和发射极304上可以以差分输出模式取出晶体管301的输出。在这个实施例中,与集电极电容器315串联地在发射极304上加入50Ω输出电阻器391和392。在这种雪崩脉冲发生电路
300的一些例子中,可以在集电极302和发射极304上取出可以选成与天线的阻抗匹配的、像
270Ω差分那样的差分输出。在本例中,可以使用270Ω输出电阻器来取代50Ω输出电阻器
391和392。雪崩脉冲发生电路300的操作可以与图2的雪崩脉冲发生电路100相同,但利用差分输出。此外,图4中描述的整个电路包括示例性触发输入发生器330和负偏压发生器360元件。
[0023] 图4的示范性触发输入发生器330可以包括放大器335。放大器335可以塑造触发脉冲。放大器335可以是运算放大器或其他放大电路。可以将输入信号供应给放大器335。例如,输入信号可以是具有16MHz或更小的脉冲重复频率和50%占空比的正发射极耦合逻辑(PECL)电平输入信号,但也可以使用其它信号和不同频率。放大器335可以放大和/或限制输入信号。例如,放大器335可以输出6或8Vpp放大方波,但也可以是其它输出。一个或数个电阻器336可以限制出自放大器335的电流。可以利用AC耦合电容器350将触发输入发生器330与电路300的其余部分AC耦合。在其它实施例中,可以省略电容器350、设置放大器335的干线并相加DC偏移来使用DC耦合以便驱动SRD311。
[0024] 图4的示范性负偏压发生器360可以包括放大器365。放大器365可以接收恒定负电压或其它信号,并输出适合如上所述的雪崩脉冲发生电路300的操作的负偏压。例如,如果放大器335是AC耦合的并输出6Vpp信号,则负偏压发生器360可以输出-1V信号,因此,当放大器335的输出在它的最大电压上或附近时,SRD311的阳极的输入可以在零伏上或附近。这可以防止晶体管301触发接通,因为SRD311的阴极可以处在比晶体管301的发射极304上的电压低的负电压上。负偏压发生器360可以采用与脉冲触发部分320的SRD311相同或基本相同的SRD370,以便可以实现温度补偿。图4的触发输入发生器330和/或示范性负偏压发生器360的例子也可以用在图2的雪崩脉冲发生电路100上。
[0025] 虽然已经描述了各种实施例,但应当明白,它们是为了举例而不是为了限制展示的。对于相关领域的普通技术人员来说,显而易见,可以不偏离本发明的精神和范围地在其中作出形式和细节上的各种改变。事实上,在阅读了上面的描述之后,对于相关领域的普通技术人员来说,如何实现替代实施例是显而易见的。因此,本实施例不受上述实施例的任何一个限制。例如,对于本领域的普通技术人员来说,众所周知,像上面展示的那些那样的电路可以有当利用相同输入展示时可以产生相同输出的许多等效物。因此,应当明白,本文件的范围包括可以在晶体管中触发雪崩以及将晶体管偏置成截止,以便产生具有陡峭上升和下降沿的迅速脉冲的任何电路。
[0026] 另外,应当明白,强调功能和优点的任何图形只是为了举例的目的而展示的。公开的方法和系统每一种都是足够灵活和可配置的,以便可以以除了所示的那些之外的其它方式利用它们。
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