Generador de pulsos

A generador de pulso es un circuito electrónico o un pedazo de equipo de prueba electrónico utilizado para generar pulsos rectangulares. Los generadores de pulso se utilizan principalmente para trabajar con circuitos digitales; los generadores de función relacionados se utilizan principalmente para circuitos analógicos.

Generadores de impulsos de banco

Los generadores de pulsos de banco simples generalmente permiten controlar la tasa de repetición del pulso (frecuencia), el ancho del pulso, el retraso con respecto a un disparador interno o externo y los niveles de alto y bajo voltaje de los pulsos. Generadores de impulsos más sofisticados pueden permitir controlar el tiempo de subida y bajada de los impulsos. Hay generadores de impulsos disponibles para generar impulsos de salida con anchos (duración) que van desde minutos hasta menos de 1 picosegundo.

Los generadores de impulsos son generalmente fuentes de voltaje, y los generadores de impulsos de corriente verdadera solo están disponibles a través de unos pocos proveedores.

Los generadores de pulsos pueden utilizar técnicas digitales, técnicas analógicas o una combinación de ambas técnicas para formar los pulsos de salida. Por ejemplo, la frecuencia y duración de la repetición del pulso pueden controlarse digitalmente, pero la amplitud del pulso y los tiempos de subida y bajada pueden determinarse mediante un circuito analógico en la etapa de salida del generador de pulsos. Con un ajuste correcto, los generadores de impulsos también pueden producir una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50 %. Los generadores de impulsos son generalmente de un solo canal y proporcionan una frecuencia, retardo, ancho y salida.

Generadores de impulsos ópticos

Los generadores de impulsos de luz son el equivalente óptico a los generadores de impulsos eléctricos con control de frecuencia de repetición, retardo, ancho y amplitud. La salida en este caso es luz, normalmente de un LED o un diodo láser.

Múltiples canales

Una nueva familia de generadores de impulsos puede producir múltiples canales de anchos y retardos independientes y salidas y polaridades independientes. A menudo llamados generadores de pulsos/retardo digitales, los diseños más nuevos incluso ofrecen diferentes tasas de repetición con cada canal. Estos generadores de retardo digitales son útiles para sincronizar, retardar, activar y activar múltiples dispositivos, generalmente con respecto a un evento. También se puede multiplexar la sincronización de varios canales en un canal para activar o incluso controlar el mismo dispositivo varias veces.

Una nueva clase de generador de impulsos ofrece múltiples conexiones de disparo de entrada y múltiples conexiones de salida. Múltiples activadores de entrada permiten a los experimentadores sincronizar tanto los eventos de activación como los eventos de adquisición de datos utilizando el mismo controlador de sincronización.

En general, los generadores de pulsos con anchos superiores a unos pocos microsegundos emplean contadores digitales para cronometrar estos pulsos, mientras que los anchos entre aproximadamente 1 nanosegundo y varios microsegundos generalmente se generan mediante técnicas analógicas como redes RC (resistencia-condensador) o retardo conmutado. líneas.

Pulsadores de microondas

Los generadores de impulsos capaces de generar impulsos con anchos inferiores a aproximadamente 100 picosegundos a menudo se denominan "pulsores de microondas" y normalmente generan estos pulsos ultracortos utilizando métodos de diodo de recuperación por pasos (SRD) o línea de transmisión no lineal (NLTL) (por ejemplo [1]). Los generadores de impulsos de diodo de recuperación de pasos son económicos, pero normalmente requieren varios voltios de nivel de excitación de entrada y tienen un nivel moderadamente alto de fluctuación aleatoria (normalmente una variación indeseable en el tiempo en el que se producen los impulsos sucesivos).

Los generadores de impulsos basados en NLTL generalmente tienen menor fluctuación, pero son más complejos de fabricar y no se adaptan a la integración en circuitos integrados monolíticos de bajo costo. Una nueva clase de arquitectura de generación de pulsos de microondas, el circuito de generación de pulsos RACE (Rapid Automatic Cascode Exchange), se implementa utilizando tecnología IC monolítica de bajo costo y puede producir pulsos tan cortos como 1 picosegundo y tasas de repetición que superan los 30 mil millones de pulsos por segundo. Estos pulsadores se utilizan normalmente en aplicaciones de comunicaciones militares y en circuitos integrados de transceptores de microondas de baja potencia. Dichos pulsadores, si son impulsados por un reloj de frecuencia continua, actuarán como generadores de peine de microondas, teniendo componentes de frecuencia de salida en múltiplos enteros de la tasa de repetición del pulso y extendiéndose hasta bastante más de 100 gigahercios (por ejemplo [2]).

Aplicaciones

Los pulsos se pueden inyectar en un dispositivo que está bajo prueba y usarse como estímulo, señal de reloj o analizarse a medida que avanzan a través del dispositivo, confirmando el funcionamiento adecuado del dispositivo o Identificar una falla en el dispositivo. Los generadores de impulsos también se utilizan para accionar dispositivos como interruptores, láseres y componentes ópticos, moduladores, intensificadores y cargas resistivas. La salida de un generador de impulsos también se puede utilizar como señal de modulación para un generador de señales. Las aplicaciones no electrónicas incluyen aquellas en ciencia de materiales, medicina, física y química.

Ejemplos

• Las pruebas de balística usan generador de pulso de alta tensión [3]
• Kieda, D. B.; Allen, D.; Hall, J.; Nagai, T.; Snure, M.; Vassilev, V. V.; Walker, G. "Selección de cable de señalización para el Observatorio VERITAS". International Cosmic Ray Conference. 5. Retrieved 2023-07-09.
• Los generadores de pulso de canal único estaban en existencia en los años 50 [4]
• Korn, T.; Müller, F.; Grundler, D.; Schüller, C. (2004). "Caracterización de películas de Permalloy en líneas de banda alta". Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Elsevier BV. 272–276: E1341–E1342. doi:10.1016/j.jmmm.2003.12.200. ISSN 0304-8853.
• Moesta, K. Thomas; et al. (2001). "Protoporfirina IX Occurs Naturalmente en Cánceres Colorectales y Sus Metastasas". Cancer Research. 61 (3): 991–999Z.
• Arodzero, A.; Brau, J.E.; Frey, R.E.; et al. (1996). "La prueba de haz del prototipo de detectores de silicio de 18 cm con electrónica de alta velocidad". Transacciones del IEEE en Ciencias Nucleares. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 43 (3): 1180–1187. doi:10.1109/23.506660. ISSN 0018-9499.
• Parsonnet, Eric; Huang, Yen-Lin; Gosavi, Tanay; et al. (2020-08-06). "Toward Intrinsic Ferroelectric Switching in Multiferroic BiFeO₃". Cartas de revisión física. American Physical Society (APS). 125 (6): 067601. doi:10.1103/physrevlett.125.067601. ISSN 0031-9007.[5]