可调单极性ns级窄脉冲发生器

一、产品介绍：

该模块使用STM32F405作为主控，以LGS6302组成的buck-boost电源配合DAC输出构成可调电压模块为发射芯片供电，采用一款高速施密特触发器作为方波发射驱动级。由用户操控所要发射的窄脉冲方波的脉宽和电压，可以产生19ns~97ns、2V~5V之间的方波窄脉冲。脉冲重复频率固定为2KHz。

二、应用场景：

信号测量、系统响应测试、信号触发等场合。

三、产品概述：

1. STM32F405主控，SWD接口下载；

2. Type C接口供电，可调发射电压；

3. 并联施密特触发器输出；

4. 用户可调输出脉冲宽度、输出电压；

5. 实时电压采集与多重软件电压过压保护；

6. 低成本，双层PCB设计。

四、产品参数

1. Tpye C接口5V供电；

2. 可调输出电压2V~5V，0.2V步距可调；

3. 可调输出窄脉冲分14个档位，分别为19ns、25ns、31ns、37ns、43ns、49ns、54ns、61ns、67ns、73ns、79ns、85ns、92ns、97ns；

4. 输出波形的上升沿和下降沿时间为6ns（10%~90%）；

5. 波形输出重复频率固定为2KHz；

6. PCB尺寸为80mm*50mm*1.6mm双层板。

五、使用说明

1. 从板卡的Type C接口插入插头供电，板卡供电要求为5V，接入电源后指示灯LED5将亮起；

2. 上电后默认状态下电压显示数码管DP2将闪烁显示用户设置电压值，此时调节参数调节旋钮可以改变设置电压值，向外旋转旋钮调大，向内旋转旋钮调小；

3. 按下参数调节切换按钮SW1可以在设定电压和设定脉宽时间进行切换；上电默认电压显示数码管显示，此时按下SW1将使脉宽时间显示数码管闪烁显示，此时旋转参数调节旋钮可调整脉宽时间，同样向外旋转为调大，向内旋转为调小；

4. 完成电压设置和脉宽时间设置后，按下使能按键SW2，数码管将停止闪烁，此时在脉冲输出接口RF1将有持续的窄脉冲发射波形；再次按下SW2将停止发射并回到参数调节状态；

5. 在使能发射状态下，按动SW1，或者调节旋钮将自动停止发射并进入参数调节状态。

六、备注

1. 按照10片小批量加工，该板卡的平均成本约30元（含PCB）；

2. 本模块为软硬结合，全套程序文件详见附件源码压缩包；

3. 本模块的软件使用Keil uVision V5.35和STM32 Cube软件开发，附件中包含hex文件可直接烧录使用，客户也肯根据源码进行二次开发，注意程序中的参数需要根据硬件参数做匹配；

4. 板上设计有两种方案进行脉冲发射，本例中仅调试了使用施密特触发器产生波形的方案，另外的由TC4424组成的方案支持更高的发射电压，但本例并未进行调试；注意接口处设计的TVS管钳位电压只有6V，使用发射电压超过6V时不能焊接！另外，在BOM中也不包含信号输出接口SMA连接器，需要的话可以自己添加到BOM中；

5. 注意PCB上设计有2N7002做拉低操作但实际调试发现对发射波形有影响，不要焊接使用；

6. 参数中的14档脉宽持续时间为实测结果，测试时选取跳变沿中间电平为时间基线，考虑到器件可能存在一致性问题，脉宽误差在1~2ns之间；输出脉冲电压误差0.1V~0.2V之间；

7. 输出需要接负载，否则将出现波形畸变；

8. DAC输出设定寄存器值与实际电压关系见压缩包中excel表格。

七、测试视频

视频展示了使用该模块时，输出接口接一个120欧姆负载时，输出为4.0V电压，脉宽持续时间分别为25ns、31ns、85ns时使用示波器实测的波形。视频中数码管的状态频繁闪烁为拍摄问题，人眼观看时没有异常的闪烁现象。