时域反射仪的硬件设计与实现----关键电路设计(一)

作者：时间：2013-04-24来源：网络收藏

, Georgia, verdana, serif; WHITE-SPACE: normal; ORPHANS: 2; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(68,68,68); WORD-SPACING: 0px; PADDING-TOP: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">从图4-8中可以看到，当设定延时DELAY_NUM为1时，50M的时钟信号与250M的时钟信号对齐，而50.5M的时钟信号和比较器的输出端POSEDGE对齐，25OM时钟信号的上升沿与POSEDGE的上升沿相差0.2ns的间隔(虚线间隔为1ns)。在图4-9中，当设定延时DELAY_NUM为10时，50M的时钟信号与25OM的时钟信号对齐，50.5M的时钟信号和比较器的输出端POSEDGE对齐，25OM时钟信号的上升沿与POSEDGE的上升沿相差2ns的间隔。因此通过软件修改DELAY_NUM的大小，就可以产生不同的延时的脉冲信号。

在表4-1中已经介绍过，在不同时基情况下，延时时间△t各不相同，最小延时间隔为0.2ns(5ns/div)，最大延时间隔为2ns(50ns/div)，因此随着时基的变化，延时间隔和采样次数都相应会不同。表4-2给出了在不同时基下延时间隔的设定。

3.1.3脉冲信号放大和分离

3.1.3.1脉冲信号放大

从FPGA的I/O口送出的脉冲信号，如果直接送到被测电缆上，测量效果必定会很差，首先因为FPGA的I/O引脚输出电流不大，导致驱动能力(带载)不足，同时由于FPGA的供电电压为+3.3V，则使I/O口的输出脉冲幅度最大只有+3.3V，如此小的电压幅度以及低的带载能力，被送到电缆后，由于电缆损耗的原因，观测到的反射脉冲幅度可能会很小，影响测量准确度。为了改善以上不足之处，就必须对脉冲信号进行放大处理，以增强脉冲信号的带负载能力，同时提高脉冲信号输出幅度。

对脉冲信号的放大必须要保证脉冲信号的完整性，不能将脉冲信号放大后，输出的脉冲信号与输入信号相比发生了较大的失真，比如上升沿特性变差等。为此本设计选用了TI公司宽带高速运放OPA691，该运放具有以下优良特性：

灵活的电源供电范围：﹢5V~+12V(单电源)、±2.5V~±6V(双电源)。

单位增益下的带宽(Bandwidth)为：280MHz(G=l)

高输出电流：190mA

输出电压范围：±4.0V

高压摆率(slew rate)：2100V/us

低电源电流：5.lmA

关断模式下电流：150uA

利用OPA691设计的脉冲信号放大电路如图4一10所示。