快速边沿脉冲发生器实验

快速边沿脉冲发生器是一种能够产生高频率、快速上升或下降边沿的电路或设备。它通常用于测试和测量领域，特别是在数字电路和通信系统中。

快速边沿脉冲发生器的工作原理通常基于电容放电或者开关切换的原理。其中，电容放电方式是通过充电电容器并在需要的时候通过放电来产生脉冲。而开关切换方式则是通过开关的切换来控制电路的导通和断开，从而产生脉冲。

快速边沿脉冲发生器的特点包括：
1. 高频率：能够产生高频率的脉冲信号，通常在MHz甚至GHz级别。
2. 快速上升或下降边沿：能够产生快速上升或下降的边沿，通常在纳秒级别。
3. 可调性：通常具有可调节的频率和边沿时间，以适应不同的应用需求。
4. 稳定性：能够保持较高的稳定性和精度，以确保准确的脉冲输出。

快速边沿脉冲发生器广泛应用于数字电路测试、通信系统测试、时钟和数据恢复等领域，能够提供准确的脉冲信号用于信号分析、时序分析和故障诊断等工作。

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实验目的

自制一个上升时间快至 2 纳秒的快速边沿脉冲发生器。

实验原理

使用施密特触发器（Schmitt Trigger Inverter）芯片制作一个简单的方波发生器。

放大波形后, 可以看到该信号的上升时间为 3.6 纳秒：

实验器材

• 快速边沿脉冲发生器小板
• 公对公 BNC 转接头
• 支持 10 纳秒或更小时基的示波器一台
• 5 V 直流电源

画了个小板，打样回来，自己买件焊接完如下：

快速边沿脉冲发生器 PCB

公对公 BNC 转接头

实验步骤

把小板插到示波器上，需要一个公对公 BNC 转接头，上电，可以看到波形的频率为 2.9 kHz：

实验场景

放大后可以看到上升沿为 2 纳秒：

上升时间达到 2 纳秒

波形上有振铃，对我们来说不是坏事。因为我们可以利用这个快速脉冲发生器来测量电线或导线的长度，甚至可以用来测量光速，波形上的振铃有利于我们设别反射回来的波形