Подходов для формирования коротких (наносекундных) импульсов с момента появления радио существует не мало: это и лавинный эффект полупроводников, и ключевой схемы, и схемы сравнения. Последний подход интересен стабильностью получаемого результата и хорошим "программированием" результата.
Данное решение вполне можно использовать для формирования строб импульсов в стробоскопической приставке к осциллографу. Строб импульсы можно формировать управляющими импульсами от контроллера программно задавая временной сдвиг.
В данной статье рассмотрим и промоделируем схему от Джима Вильямса, гуру аналоговой схемотехники, работавшего в Linear Technology (куплена AD). Полная статья на русском опубликована на Радиолоцмане (всегда давал ссылки и сейчас буду ссылаться на сторонние ресурсы не стесняясь политики Дзена.Читатель должен удобно получать информацию).
Схема формирователя приведена на рисунке 1.
В оригинальной схеме используются компараторы LT1721, мне нравится более распространенный компаратор от максима MAX961 (997 без LE). Тем более, что они есть у меня в наличии. Параметры хуже, чем у LT, компаратор капризный в работе - всегда пытается стать генератором, но при соблюдении правил из даташита работает хорошо.
Принцип действия схемы очень простой - "ловить" временное отличие RC цепочек компараторами. Все три компаратора по порогу выставлены на 2.5 В. В принципе, этим можно тоже поиграть, добиваясь лучших параметров работы формирователя. Осциллограммы на рисунке 2 и рисунке 3 наглядно показывают работу формирователя
Изменяя параметры RC цепочек можно достаточно легко добиться желаемой длительности импульса, при этом есть только ограничения на управляющий импульс - его длительность должна быть больше постоянной RC цепочки. нарастание фронта будет зависеть от параметров компаратора и элемента "и". Длительность импульсов на осциллограмме 3 - 4 нс.
В процессе моделирования использовалась модель 74as серии, значительно перелопаченная и практически соответствующая 74ach (1.5 нс). Второе ограничение касается частоты следования импульсов - ограничитель - параметры временный логического"и".
Логический элемент "и" можно заменить классическим диодным "и" как на рисунке 4. При этом не стоит забывать - в этом случае придется согласовывать нагрузку (или ставить через "прямо" включенный диод повторитель, или ставить быстродействующий операционный усилитель).
Конечно, моделирование не учитывает емкости и индуктивностей монтажа - это примерно"идеальная" картина работы схемы.
В макетировании больше всего проблем создавали компараторы 961, как я уже говорил - пытались стать генераторами. Пришлось достаточно времени уделить развязке входа-выхода. Схема за практику радиолюбительства повторялась не один раз, не только на max961 (в основном для получения импульса управления сэмплером или УВХ (устройство выборки-хранения), и функциональное достоинство достаточно быстро менять длительность импульса в этом применении сильно помогала). Конечно, таких "красивых" фронтов на осциллографе не наблюдалось, но достичь длительности фронта до 1 нс удавалось почти всегда. К сожалению, в домашней лаборатории не располагаю высокочастотным осциллографом, а на рабочем месте нет возможности использовать телефон или еще какие-либо средства снятия информации (я еще там работать хочу), поэтому Вам придется поверить на слово.
Одна из следующих статей будет посвящена сэмплеру и формирователю наносекундных импульсов с помощью ключей.
Спасибо за внимание, подписывайтесь, комментируйте.
Мой блог о радио: https://sp8plus.blogspot.com/