波形产生使用宽带平衡，z匹配拾取三通和电阻功率分压器
应用程序
本应用笔记中演示的波形可用于从超宽带(UWB)成像到数据通信的各种应用。
超宽频独轮脚踏车
从20 ps全宽半max (FWHM)单端正脉冲开始，生成UWB单周期。首先，利用HL9404宽带平衡器产生差分脉冲。接下来，负脉冲延迟20ps，并使用HL9474电阻功率分配器添加到正脉冲中(参见图1)。通过图1中的方框图测量的各种脉冲可以在下面看到(参见图2至5)。
图1所示。超宽带单周期发生器框图
图2。输入脉冲为100mV/div和20ps/div
图3。HL9404输出在100mV/div和20ps/div
图4。负平衡输出延迟20ps
图5。合计输出50mV/div和20ps/div
PRE-DISTORTED脉冲
使用电阻式功率分压器，可以从矩形脉冲中添加或减去窄脉冲，从而产生各种波形缺陷，如前驱、过冲和后缘欠冲。下面演示的技术可用于预扭曲波形并补偿系统中其他地方产生的失真产品。
再一次，HL9404宽带平衡被用来产生差分脉冲。HL9462 z匹配接球tee被用作加权(不等)求和网络(见图6)。
图6。预失真脉冲发生器框图
将一个20 ps宽的负脉冲与一个200 ps宽的矩形脉冲相加，产生第一系列预失真脉冲波形。每个脉冲源被设置为400 mVp-p振幅和200 MHz重复频率。输入脉冲如图所示图7和图8。通过调整脉冲与矩形脉冲发生器之间的相对延迟来定位脉冲在不同位置对矩形脉冲的影响。
HL9404宽带平衡器的单端插入损耗通常为6 dB。HL9462的接收端口通常具有10.5 dB损耗，而直通端口的损耗为3.5 dB，相差7 dB。因此，脉冲相对于矩形脉冲衰减~ 13db(平衡器衰减6db，拾取三通衰减7db)，产生~ 20%的前驱(见图9)。通过增加脉冲发生器的相对延迟，负脉冲可以被重新定位，从而在矩形脉冲的中间产生干扰图10)，或后缘下突(见图11)。
图7。输入脉冲。100mVdiv和100ps/div
图8。输入矩形脉冲。100mV/div和100ps/div
图9。具有20%前驱体的矩形脉冲。100mV/div和100ps/div
图10。矩形脉冲干扰衰减。100mV/div和100ps/div
在矩形脉冲上产生正向像差(参见图12和13)，发电机只是简单地重新配置连接平衡的正输出到拾取端口(见图14）。
图12。矩形脉冲，超调20%。100mV/div和100ps/div
图13。矩形脉冲，20%干扰尖峰。100mV/div和100ps/div
图14。预失真脉冲发生器框图
通过调整脉冲延迟，可以将脉冲定位为产生超调，如图12所示。，或干扰尖峰(见图13)。
类噪声脉冲(nlp)
类噪声脉冲(NLP)是在矩形基脉冲或低带宽高斯脉冲的基础上叠加一个相对高振幅的窄脉冲而产生的。在本演示中，使用HL9474 6 dB功率分配器对两个输入信号求和。在基座脉冲的路径中插入一个6db衰减器，使脉冲在基座上的权重为2x。
在本应用笔记的后面，使用HL9462 z匹配的拾音器tee演示了类似的2x加权求和功能，而无需外部衰减器。NLP生成器系统的框图见图15。
图15。NLP生成器的框图
输入信号为20ps FWHM脉冲和500ps宽矩形脉冲，均以200mhz重复频率运行(参见图16)。
首先，在系统中不加低通滤波器的情况下添加信号，得到一个矩形基座NLP(见图17)。
图16。NLP发生器输入信号。200mV/div和200ps/div
图17。NLP与矩形基座。50.V/div & 200ps/div
接下来，在基座脉冲的路径中插入HL9452-200上升时间滤波器。HL9452-200是一个过渡时间转换器。它将矩形脉冲源的快速上升时间和下降时间转换为200ps的转换，10%到90%，(见图18结果)。
图18。伪高斯基脉冲NLP。50mV/div & 200ps/div
100gb /s PAM4 ENCODING
两个二进制串行数据流可以相加产生4级脉冲幅度调制(PAM4)。在这种宽带调制方案中，最高有效位(MSB)的幅度是最低有效位(LSB)幅度的2倍。HYPERLABS的HL5567 PAM4编码器是一个单组件解决方案，非常适合执行PAM4编码。使用两个几乎相等幅度的不归零(NRZ)串行数据流，LSB连接到拾取端口，MSB连接到输入端口(参见图19)。
图19所示。PAM4编码器测试框图
在图20，使用HL5567 PAM4编码器将两个50 Gb/s的串行数据流组合成100 Gb/s的PAM4信号。LSB和MSB数据模式为7阶伪随机二进制序列(PRBS7)。PRBS7数据模式长度为127位。日志含义LSB数据模式相对于MSB数据模式延迟39位。每个输入信号的整个模式长度如图20所示。输入信号的眼图见图21和22。
图20。输入数据模式，50gb /s, PRBS7, LSB(上)，MSB(下)。200mV/div & 255ps/div
图21。LSB输入眼图，50gb /s, PRBS7。75mV/div & 3.35ps/div
图22。MSB输入眼图，50gb /s, PRBS7。75mV/div & 3.35ps/div
分别检查了代表每个输入和组合的输出信号。首先，每个输入信号分别连接到HL5567，另一个输入端接50Ω。相应的二进制输出波形被捕获并出现在图23(上、中)。最后，同时连接两个输入信号，捕获合并后的PAM4输出波形，如图23所示(底部)。输出眼图见图24 ~ 26。
图23。输出数据模式，LSB(上)，MSB(中)，LSB+MSB(下)。200mV/div & 255ps/div
HL5567 PAM4编码器产生高质量的100 Gb/s PAM4波形时，驱动从两个高质量的50 Gb/s PRBS7二进制模式(见图26)。在不同的位移值下测试时，观察到较小的模式依赖性;使用真实世界的数据时，结果会有所不同。
图24。50gb /s输出眼图。LSB端口驱动，MSB端口终止到50Ω。
图25。50gb /s输出眼图。MSB端口驱动，LSB端口终止到50Ω。
图26。100gb /s PAM4输出眼图。LSB和MSB端口驱动。71mV/div & 5ps/div
重要的是要记住，HL5567 PAM4编码器是一个电阻无源网络。此功能允许任何数据预先强调通过设备而没有任何非线性效果。
结论
HYPERLABS的宽带同轴组件在非常高的带宽下提供算术功能。HL9404, HL9462, HL9474和HL5567被证明是通用的模拟信号处理组件，用于产生新的时域波形。演示了加法、反演、减法和加权求和。
照片
超宽带单周期发生器
单周期发生器配合乐科罗伊SDA100G采样示波器、SE-50采样模块和双通道微微米DAC4信号源
预失真脉冲发生器