宽带放大器稳定时间的测量

　　实际测量

　　一个可以测量宽带放大器稳定时间的电路具有了经典方法的特性，不过还表现出了某些新东西（图3）。示波器通过一个开关连接到稳定点。通过从输入脉冲触发一个延迟脉冲发生器，可确定开关的状态。延迟脉冲发生器的时序安排是，稳定接近完成时才闭合开关。用这种方式，可以从时间和波幅两个方面采样进入的波形。示波器上没有任何后台动作；因此也不会出现示波器过驱动的问题。

　　开关是在放大器的汇总节点上，用输入脉冲控制。这个开关通过一个电压驱动电阻，门控进入放大器的电流。这种方案消除了对平顶脉冲发生器的需求，不过开关必须足够快速，并且没有驱动效应。

　　要更详细的话，可将延迟脉冲发生器分离成为一个延迟部分和一个脉冲发生器，从而可以分别改变它们（图4）。示波器的输入端有一部分用于补偿稳定时间测量路径的传播延迟。同样，其它延迟也补偿了采样门的脉冲发生器传播延迟。这个延迟产生了一个脉冲的相位提前版，它触发待测放大器去驱动采样门的脉冲发生器。这种方案做到了采样门与脉冲发生器传播延迟的无关性，从而改进了最小可测安全时间。

　　图4电路最突出的新东西是二极管桥开关以及乘法器IC。二极管桥与匹配的低电容肖特基二极管与高速驱动相结合，得到明确的开关动作。这个桥快速地切换进入放大器汇总点的电流，稳定时间在1 ns内。对地箝位的二极管可防止过高的桥驱动摆幅，保证没有不理想的输入脉冲特性。

　　对采样门乘法器IC有严格的要求。它必须有准确的通带信号路径信息，而不会带入特殊的成分，尤其是对那些源于提供采样门脉冲的开关指令通道。FET或采样二极管桥可能是采样的常见选择。但FET有寄生的栅极-通道间电容，会在信号路径中产生较大的栅极驱动馈通。在几乎所有FET中，这种馈通多数时候都大于观测的信号，会带来示波器过载，掩盖了开关的作用。二极管桥好一些；消除它的小寄生电容较简单，并且其对称的差分结构可获得低的馈通。但是，桥需要作DC和AC修整，还要复杂的驱动与支持电路。

　　为避免这些问题，采样门乘法器IC用作一个有低馈通的宽带高分辨率开关。这种方案最大的优点就是可以将开关控制通道保持在带内。转换速率保持在乘法器IC的250MHz通带内门开关。乘法器宽的带宽意味着总能控制开关指令的转换，不存在带外的响应，这大大减少了馈通和寄生效应。

　　稳定时间的电路

　　你可以通过一个反相器A的延迟网络与一个由类似反相器C构成的驱动级，用输入脉冲切换输入桥（图5）。延迟补偿了采样门控脉冲发生器的延迟响应。这一步确保了在放大器待测转换时间结束后，立即出现采样门的脉冲。延迟范围的选择使采样门脉冲可以出现在放大器转换前。这种性能在正常工作时是没有用的，虽然它可以保证你总能捕捉到稳定间隔。

　　C反相器构成了一个非反相驱动级，用于二极管桥的切换。通过各种调整，可以优化驱动器的输出脉冲形态（见附文2“稳定时间电路的修正过程”）。这种方案为二极管桥提供了一个干净而快速的脉冲。高保真的脉冲不会有无阻尼的成分。它能防止产生辐射和破坏性的地电流，避免降低测量噪声背景的等级。驱动器还激活B反相器，它为示波器提供一个时间相关的输入级。

　驱动器的输出脉冲通过1N5712二极管箝位的正向压降，以不到1ns的时间转换。这个转换使二极管桥产生了一个几乎瞬时的切换。干净的稳定电流进入放大器待测汇总点，产生了一个成比例的放大器输出动作。用一只拉至-5V的1kΩ电阻，为放大器的汇总点建立一个负偏流。该电流与输入电流级相结合，产生一个-2.5V?+2.5V的放大器输出转换。这个放大器输出再送至一个偏置在5V的分压器。调整电位器至一个标称500Ω值，使得当待测放大器转换到-2.5V时，由两只肖特基二极管箝位的结点电压转换为0V。缓冲放大器卸载这个箝位稳定结点，为AD835乘法器IC提供稳定时间信号。

　　进入乘法器IC的其它信号路径使用一只20kΩ的电位器，设定输入脉冲的延迟时间。这个电位器馈送至三个比较器，用一只2kΩ电位器设定延迟脉冲宽度。这一步设定了采样门的导通时间。Q1级使采样门的脉冲成为一个干净而快速的上升时间。这种技术为采样门的乘法器IC提供了纯净、已校正幅度的on/off切换指令。适当的采样门脉冲延迟设置意味着示波器在稳定时间彻底结束前，不会看到任何输入，从而消除了示波器过驱问题。通过调整采样窗口的脉冲宽度，可以观测到所有剩余的稳定动作。这种方式下，示波器的输出是可靠的，可以获得有意义的数据。

　性能结果

　　电路的工作性能很好（图6）。轨迹A是时间校正后的输入脉冲，轨迹B是放大器的输出，而轨迹C是采样门的脉冲，轨迹D是稳定时间的输出。在说明波形的位置时，要注意轨迹B相对于时间校正后的轨迹A有时滞。这种时滞说明了轨迹B在轨迹A前的虚假动作。当采样门的脉冲升高时，采样门作整齐的切换。您可以方便地观测到放大器摆动的最后20 mV。另外还可以看到整个振铃时间，以及放大器很好地稳定到一个最终值。

　　当采样门的脉冲变低时，采样门只需要2 mV的馈通就可关闭。任何时候都不会出现其它动作，永远不会使示波器过载。