[发明专利]基于传输线反射原理的纳秒级陡边沿脉冲信号发生器

权利要求书

1.一种基于传输线反射原理的纳秒级陡边沿脉冲信号发生器，其特征在于，包括直流稳压电源及其分别连接的基于传输线反射形成的脉冲信号产生电路和输入输出控制电路；其中，

所述直流稳压电源与外部交流电源相连，用于对交流电进行变压、整流、滤波及稳压处理后，输出稳压直流电；

所述基于传输线反射形成的脉冲信号产生电路包括开关晶体管及其通过栅极连接的开关晶体管驱动电路，通过漏极连接的传输线以及通过源极连接的负载网络；所述传输线还与所述直流稳压电源相连；其中，所述基于传输线反射形成的脉冲信号产生电路，用于在所述负载网络与所述传输线之间阻抗相匹配时，通过所述开关晶体管驱动电路控制所述开关晶体管闭合及关断，以产生纳秒级别波形稳定且边沿可调的脉冲信号；

所述输入输出电路与所述负载网络相连，显示所得脉冲信号的幅度、宽度、上升沿及下降沿时间。

2.如权利要求1所述的基于传输线反射原理的纳秒级陡边沿脉冲信号发生器，其特征在于，所述直流稳压电源包括依序连接的变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路；其中，

所述变压器，用于对交流电进行变压，形成低压交流电；

所述整流电路，用于对低压交流电进行整流；

所述滤波电路，用于对整流后的直流电进行滤波处理；

所述稳压电路，用于对滤波后的直流电进行稳压，形成稳定电压的直流电。

3.如权利要求2所述的基于传输线反射原理的纳秒级陡边沿脉冲信号发生器，其特征在于，所述直流稳压电源还包括设置于所述变压器初级线圈之外且与变压器初级线圈相串接的单刀双掷开关和熔断器；其中，

所述单刀双掷开关，用于控制交流电进入或截止所述变压器初级线圈；

所述熔断器，用于当电路发生故障或异常时，电流升高超过规定值进行熔断，以截断交流电进入所述变压器初级线圈。

4.如权利要求1所述的基于传输线反射原理的纳秒级陡边沿脉冲信号发生器，其特征在于，所述开关晶体管驱动电路包括依序连接的脉冲宽度调制信号产生电路、边沿加速电路、互补输出驱动电路和边沿控制电路；其中，

所述脉冲宽度调制信号产生电路由一只定时器芯片及其外围的一只电容、两个可变电阻组成多谐振荡器，用于产生脉冲宽度调制信号波形；

所述边沿加速电路由一电容和一电阻并联而成，用于利用电容两端电压不能突变的特性，调节脉冲宽度调制信号前沿形成正向尖脉冲；

所述互补输出驱动电路由发射极相连并组成射极跟随器形式的两个三极管组成，这两个三极管交替工作，控制含有正向尖脉冲的脉冲宽度调制信号通过；

所述边沿控制电路与所述开关晶体管的栅极相连，其为可调电阻，用于通过电阻可调来控制脉冲宽度调制信号的脉冲边沿时间。

5.如权利要求4所述的基于传输线反射原理的纳秒级陡边沿脉冲信号发生器，其特征在于，所述开关晶体管驱动电路还包括设置于所述边沿加速电路与所述互补输出驱动电路之间的交越失真消除电路；其中，

所述交越失真消除电路由一只电阻、一只二极管、一只二极管、一只电阻顺序串联而成；其中，中间的二只二极管正向串联，且中间串接点与所述边沿加速电路的输出端相连，前一只二极管的正极与前一只电阻的串接点连接所述互补输出驱动电路中对应的一只三级管的基极，后一只二极管的负极与后一只电阻的串接点连接所述互补输出驱动电路中对应的另一只三级管的基极；所述交越失真消除电路用于消除脉冲宽度调制信号的交越失真。

6.如权利要求5所述的基于传输线反射原理的纳秒级陡边沿脉冲信号发生器，其特征在于，所述开关晶体管驱动电路还包括设置于所述边沿控制电路与所述互补输出驱动电路之间的放电电路；其中，

所述放电电路由一只电阻和一只二极管反向串联构成的支路与由另一只电阻构成的支路并联而成，可让所述开关晶体管的栅—源极间电容快速放电，减小关断时间和关断损耗，防止电流过大造成电路损坏。