Генератор импульсов — это либо электронная схема , либо часть электронного испытательного оборудования, используемого для генерации прямоугольных импульсов . Генераторы импульсов используются в основном для работы с цифровыми схемами ; генераторы связанных функций используются в основном для аналоговых схем .
Простые настольные генераторы импульсов обычно позволяют контролировать частоту повторения импульсов ( частоту ), ширину импульса, задержку относительно внутреннего или внешнего триггера и уровни высокого и низкого напряжения импульсов. Более сложные генераторы импульсов могут позволять контролировать время нарастания и время спада импульсов. Генераторы импульсов доступны для генерации выходных импульсов с шириной (длительностью) от минут до менее 1 пикосекунды.
Генераторы импульсов, как правило, являются источниками напряжения , а генераторы настоящих импульсов тока доступны лишь у немногих поставщиков.
Генераторы импульсов могут использовать цифровые методы, аналоговые методы или комбинацию обоих методов для формирования выходных импульсов. Например, частота повторения и длительность импульсов могут контролироваться цифровым способом, но амплитуда импульса и время нарастания и спада могут определяться аналоговой схемой в выходном каскаде генератора импульсов. При правильной настройке генераторы импульсов также могут выдавать прямоугольную волну с 50%-ным рабочим циклом . Генераторы импульсов, как правило, одноканальные, обеспечивающие одну частоту, задержку, ширину и выход.
Генераторы световых импульсов являются оптическим эквивалентом электрических генераторов импульсов с контролем частоты повторения, задержки, ширины и амплитуды . Выходом в этом случае является свет, как правило, от светодиода или лазерного диода.
Новое семейство генераторов импульсов может производить несколько каналов независимой ширины и задержки, а также независимых выходов и полярностей. Часто называемые цифровыми генераторами задержки/импульса, новейшие разработки даже предлагают разные частоты повторения для каждого канала. Эти цифровые генераторы задержки полезны для синхронизации, задержки, стробирования и запуска нескольких устройств, обычно по отношению к одному событию. Также можно мультиплексировать синхронизацию нескольких каналов на один канал, чтобы запустить или даже запустить одно и то же устройство несколько раз.
Новый класс генераторов импульсов предлагает как множественные входные триггерные соединения, так и множественные выходные соединения. Множественные входные триггеры позволяют экспериментаторам синхронизировать как события триггера, так и события сбора данных, используя один и тот же контроллер синхронизации.
Как правило, генераторы импульсов длительностью более нескольких микросекунд используют цифровые счетчики для хронометража этих импульсов, в то время как импульсы длительностью от 1 наносекунды до нескольких микросекунд обычно генерируются с помощью аналоговых технологий, таких как RC-цепи (резисторно-конденсаторные) или коммутируемые линии задержки.
Генераторы импульсов, способные генерировать импульсы длительностью менее 100 пикосекунд, часто называют «микроволновыми генераторами импульсов» и обычно генерируют эти сверхкороткие импульсы с использованием методов Step Recovery Diode (SRD) или Nonlinear Transmission Line (NLTL) (например, [1]). Генераторы импульсов Step Recovery Diode недороги, но обычно требуют несколько вольт входного уровня возбуждения и имеют умеренно высокий уровень случайного джиттера (обычно нежелательного изменения времени, в течение которого происходят последовательные импульсы).
Генераторы импульсов на основе NLTL обычно имеют меньший джиттер, но более сложны в производстве и не подходят для интеграции в недорогие монолитные ИС. Новый класс архитектуры генерации микроволновых импульсов, схема генерации импульсов RACE (Rapid Automatic Cascode Exchange) [1] [2] реализована с использованием недорогой технологии монолитных ИС и может производить импульсы длительностью до 1 пикосекунды и частотой повторения, превышающей 30 миллиардов импульсов в секунду. Эти генераторы импульсов обычно используются в военных коммуникационных приложениях и маломощных СВЧ-приемопередающих ИС. Такие генераторы импульсов, если они управляются непрерывным тактовым генератором частоты, будут действовать как микроволновые гребенчатые генераторы, имеющие компоненты выходной частоты в целых кратных от частоты повторения импульсов и простирающиеся до более чем 100 гигагерц (например, [2] [ permanent dead link ] ).
Импульсы могут быть введены в тестируемое устройство и использованы в качестве стимула, тактового сигнала или проанализированы по мере их прохождения через устройство, подтверждая правильность работы устройства или выявляя неисправность в устройстве. Генераторы импульсов также используются для управления такими устройствами, как переключатели, лазеры и оптические компоненты, модуляторы, усилители и резистивные нагрузки. Выходной сигнал генератора импульсов также может использоваться в качестве сигнала модуляции для генератора сигналов . Неэлектронные приложения включают в себя материаловедение, медицину, физику и химию.
