Удлинение импульса 5 нс


13

У меня высокий импульс длительностью 5 нс, выходящий из асинхронного компаратора. Я пытаюсь посчитать этот пульс. Мой текущий микроконтроллер (dsPIC33FJ) имеет асинхронный счетчик на борту, с минимальной спецификацией по крайней мере 10 нс длительностью импульса High.

Каковы мои варианты удлинения / удлинения этого импульса 5 нс, чтобы счетчик мог его прочитать? Я открыт для переключения на другой микроконтроллер или использования более квалифицированного внешнего счетчика, но вместо этого я предпочел бы использовать пассивную / простую схему. Это возможно?

Что я исследовал до сих пор:

  1. Я пытался связать конденсатор .1 мкФ между выходным сигналом и землей в надежде, что разряд замедлит его, но все, что сделал, это сильно исказил сигнал. Могу ли я использовать более низкое значение?

  2. Я исследовал выборку и держал микросхемы, но самое короткое время обнаружения, которое я смог найти, составляет около 200 нс, что не подходит для моего приложения.


Найквист говорит, что вам нужны как минимум тактовые частоты дискретизации 400 МГц, чтобы теоретически перехватить событие длительностью 5 нс ... если я правильно помню / рассчитал
vicatcu

6
Найквист не имеет к этому никакого отношения. Здесь нет вопроса воспроизведения аналогового сигнала из дискретных временных отсчетов.
Фотон

2
Как быстро может повторяться пульс, и вам все равно придется считать его как отдельные импульсы? Если это достаточно долго, вы можете попробовать SN74LVC1G123 ( ti.com/product/sn74lvc1g123 ).
Фотон

2
Ознакомьтесь с этой статьей EE Times: быстрый, простой однократный импульсный растяжитель обнаруживает наносекундные события . Существуют быстрые компараторы с функцией защелки, которые можно использовать для растяжения импульсов.
Ник Алексеев

Ответы:


16

Восстанавливаемый моностабильный мультивибратор, такой как 74LV123 , удовлетворит ваши требования:

  • Минимальная длительность импульса 3,0 нс при работе от 3 вольт, 2,5 нс при напряжении 5 вольт.
  • Ширина выходного импульса, настроенная с помощью внешнего R / C, обычно 470 микросекунд
  • Время перезапуска от 45 нс (3 вольт) до 40 нс (5 вольт).

Это стандартная логическая ИС, очень небольшая сложность, и в пакете есть две моностабильные на случай, если вам понадобится растянуть другой источник импульса.

Часть доступна в DIP, а также в TSSOP, так что макет и производственные варианты.

Надеюсь, это помогло.


6

Вот простой положительный импульсный растяжитель с некоторыми условиями:

Усиление транзистора приведет к быстрому увеличению выходного сигнала, но затем оно уменьшится обратно к земле в соответствии с постоянной времени RC, которая в этом примере составляет 47 нс.

Одна из проблем заключается в том, что вы не сможете выдержать падение напряжения BE. Если для входа PIC требуется 80% Vdd для гарантированного высокого уровня, а процессор работает от 3,3 В, то значение OUT должно быть выше 2,6 В, чтобы интерпретировать его как высокий уровень. Однако, если IN также является логическим сигналом 3,3 В и предполагает падение напряжения 700 мВ, тогда OUT вначале достигает только 2,6 В.

Эта схема может все еще использоваться, если минимальный логический порог PIC ниже или IN является более высоким напряжением. Некоторые входы на некоторых частях 33F допускают напряжение 5 В. Если вы можете настроить вход IN как логический сигнал 5 В и использовать вход с допуском 5 В, у вас будет достаточно запаса для постоянной времени, чтобы поддерживать линию на высоком уровне дольше, чем импульс.

Если OUT может каким-то образом гарантированно перейти к 3,3 В на пике импульса, а гарантированный логический высокий вход ПИК составляет 2,6 В, то эта схема будет растягивать импульс примерно на 1/2 постоянной времени или примерно на 24 нс в этот пример.


Почему бы не использовать операционный усилитель вместо транзистора, чтобы падение напряжения BE не было проблемой?
Джоэл Б

2
Операционный усилитель может быть недостаточно быстрым. Они особенно не любят пошаговые вводы.
gbarry

3

Как часто вы получаете импульсы? Может ли ваш счетчик считать импульсы?

Если импульсы не очень частые, запустите ваш импульс на тактовый вход T-Flip-Flop. Каждый раз, когда вы получаете импульс, выход TFF будет переключаться, создавая фронт. Импульсы должны быть достаточно далеко друг от друга, чтобы у MCU было время зарегистрировать фронт, прежде чем появится следующий.

Если ваш MCU не может работать как с нарастающим, так и с падающим фронтом, вы можете использовать два счетчика (один нарастающий фронт, один падающий фронт) или даже просто принять, что вы можете считать только каждые два импульса.


2

Программируемая линия задержки должна делать то , что вы после этого . Он будет растягивать ваш импульс 5 нс в любом месте от 5 нс до 500 нс. Та, что приведена выше, отсутствует в DigiKey, но таблица данных является хорошим чтением, чтобы показать вам теорию. Вот один из Linear, который есть в наличии и должен делать то, что вы надеетесь.


«Минимальная распознанная длительность импульса» для этой линейной части типична для 5 нс, без указания минимума или максимума. Я бы на самом деле не использовал это для импульса 5 нс, так как в принципе нет предела для ошибки и, вероятно, не будет работать над PVT.

Получастица Далласа имеет минимальную длительность импульса 5 нс (минимальный минимум, не типичный минимум, как у Linear Tech), что делает его лучше, чем у линейной части, но может работать или не работать в зависимости от того, что именно требуется для OP.

DS1040 выглядит хорошо, но, как сказал Дэвид, минимальный импульс 5 нс делает меня немного некомфортным. Я видел диапазон пульса от 4-7 нс. Что касается частоты импульсов, они могут быть разделены длиной до 5 нс (хотя вряд ли). Я хотел бы захватить как можно больше импульсов, чтобы обеспечить более точный сигнал / счет. Линейная технология, на которую вы ссылаетесь, выглядит как минимум 1000 нс.
Кэмерон

1

Вот очень простой импульсный подрамник. Можно использовать универсальный логический вентиль NC7SZ58P6X для реализации вентиля ИЛИ. Спецификация показывает максимальную задержку распространения 4,3 нс при 5 В.

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.