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Pulsgenerator 150ps 1Vpp

Zum Testen verschiedener Schaltungen und Kabel benötigt man oft einen Pulsgenerator. Die kann man teuer kaufen oder selber bauen. Für eine bewährte Schaltung sei auch auf „AN47 – High Speed Amplifier Techniques“ (APPENDIX D) von Jim Williams verwiesen. Ich bin jedoch einen anderen Weg gegangen:

Beim 74AHCT74 handelt es sich um einen relativ schnellen, billigen Baustein, welcher zwei D-Flipflops enthält. Das Flipflop wird so beschaltet, das es sich selbst zurücksetzt, indem der Ausgang mit dem CLR-Eingang verbunden wird. Als Ergebnis erhält man bei jeder steigenden Taktflanke am CLK Eingang des Flipflops einen Ausgangspuls von einigen ns Dauer. Das kann, je nach Anwendung, bereits ausreichend sein.

Durch Ausnützung des Step-Recovery-Effektes des HF npn Transistors wird die steigende Flanke des Pulses steiler gemacht. Der Puls trifft schließlich auf eine Stubleitung. Diese ist am Ende kurzgeschlossen und reflektiert daher den Puls mit 180° Phasendrehung. Diese Reflektion trifft auf den ursprünglichen Puls, welcher jedoch inzwischen weitergelaufen ist, und überlagert sich diesem.

Je länger der Stub ist, desto größer werden sowohl Amplitude als auch Pulsbreite des Signals.

Als Folge erhält man einen sehr kurzen positiven sowie einen negativen Puls, der jedoch durch eine Schottky – Diode entfernt wird (hier nicht eingezeichnet).

Die Auswahl der RF-Schottkydioden ist der kritischste Punkt. Spezielle HF-Dioden wie die Aeroflex / Metelics MSS40-148B10B haben die Besten Eigenschaften, die SKYWORKS SMS7621-075 oder die BAS40-Serie sind jedoch auch geeignet und sind wesentlich lötfreundlicher und einfacher zu beschaffen.

Über einen Koppelkondensator wird der Puls dann ausgegeben. Natürlich muss man hier auf hochwertiges Material achten. Nicht sparen darf man auch bei den Anschlüssen, beim Versuchsaufbau habe ich vergoldete SMA-Stecker verwendet.

Der zu Testzwecken aufgebaute Pulser verwendet eine 4mm lange Stubleitung und erreicht damit eine Ausgangsamplitude von 1V bei einer Pulslänge von 150ps, gemessen ab einer Pulshöhe von 0,3V.

Zum Schluss noch ein Testaufbau mit zwei Kanälen. Der Obere verwendet eine BAS40-Diode und der untere die Metelics MSS40-148B10B (kaum sichtbar!) sowie einen etwas längeren Stub (4mm)

6 Antworten

  1. Michael

    Toller Pulsgenerator!
    Wäre es noch möglich einen genauen Schaltplan zu erhalten? Es sind ja doch noch ein paar weitere Widerstände verbaut.

    14/04/2014 um 15:22

  2. Luky

    Außer der Vorwiderstand für die LED ist nur ein Widerstand am Kollektor verbaut. Der Wert muss experimentell ermittelt werden, da sehr viele Faktoren eine Rolle spielen. 330Ohm ist ein guter Startwert.

    14/04/2014 um 17:28

  3. hk1

    wäre es möglich vielleicht doch einen schaltpan zu bekommen um es besser zu verstehen

    27/11/2014 um 12:32

    • Luky

      Die Schaltung ist so simpel, das ich nicht mal einen Schaltplan erstellt habe. Sich selbst rücksetzendes Flipflop, der Ausgang geht direkt auf die Basis vom HF-Transistor und ein Kollektorwiderstand ist auch noch eingebaut. Dann folgt noch der Stub und die Diode.
      Im HF-Bereich muss man eher das Layout „verstehen“ als den Schaltplan.

      28/11/2014 um 13:37

      • Ralph

        Kannst du das mal einen Puls mit 1MHz bzw 100KHz Folgefrequenz erzeugen und das Signal mal auf einen Spektrumanalyzer geben? Mich interessiert, was da für ein Spektrum zwischen 2 und 4 GHz rauskommt. Ich wollte mit dem Puls einen Sampler ansteuern, um einen Yigoszillator 2-4GHz an eine 1MHz bzw 100KHz Referenzfrequenz anzubinden, damit er alle 1MHz bzw 10KHz einrastet.

        01/12/2015 um 10:02

      • Luky

        Der Prototyp liegt leider nicht mehr bei mir sondern irgendwo an der Uni… Ist lange her. Wenn ich mich aber richtig erinnere, hängt die Sauberkeit des Spektrums von den verwendeten Komponenten, aber vor allem vom Aufbau ab.

        02/12/2015 um 17:37

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