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本应用笔记中演示的波形对于从超宽带(UWB)成像到数据通信的各种应用都很有用。
超宽频独轮脚踏车
从一个20 ps全宽半最大(FWHM)单端正脉冲开始，产生一个超宽带单周期。首先，利用HL9404宽带巴伦产生差分脉冲。接下来，将负脉冲延迟20 ps，并使用HL9474电阻功率分压器(参见图1)．图1中的方框图对各种脉冲的测量结果如下所示图二至图五)．
图1。超宽带单循环发生器框图
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。负巴伦输出延迟20秒
图5。合计输出在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，如前导、过冲和后缘欠冲。下面演示的技术可用于预扭曲波形，并补偿在系统其他地方产生的失真产品。
再一次，HL9404宽带巴伦被用来创建差分脉冲。HL9462匹配的z型接球tee被用作加权(不平等)求和网络(参见图6)．
图6。预失真脉冲发生器框图
一个20ps宽的负脉冲与一个200ps宽的矩形脉冲相加，形成了第一组预失真脉冲波形。每个脉冲源的振幅设置为400vp -p，重复频率设置为200mhz。输入脉冲显示在图7而且图8．调整脉冲发生器和矩形脉冲发生器之间的相对延迟，以定位脉冲在不同位置对矩形脉冲的影响。
HL9404宽带巴伦的单端插入损耗一般为6db。HL9462的拾取端口通常有10.5 dB的损耗，而直通端口有3.5 dB的损耗，相差7 dB。因此，脉冲相对于矩形脉冲衰减约13 dB(在巴伦中为6 dB，在拾取三通中为7 dB)，产生约20%的前驱体(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退出图10)，或后缘下冲(见图11)．
图7。输入脉冲。100mVdiv & 100ps/div
图8。输入矩形脉冲。100mV/div & 100ps/div
图9。20%前驱体矩形脉冲。100mV/div & 100ps/div
图10。矩形脉冲干涉辍学。100mV/div & 100ps/div
要在矩形脉冲上产生正的行进像差(参见图12和13)发电机简单地重新配置连接balun的正输出到拾取端口(见图14）．
图12。矩形脉冲，超调量20%。100mV/div & 100ps/div
图13。矩形脉冲，20%干扰峰值。100mV/div & 100ps/div
图14。预失真脉冲发生器框图
通过调整脉冲延迟，可以定位脉冲以产生如图所示的超调(见图12)，或干扰尖峰(见图13)。
脉冲噪声(nlp)
类噪声脉冲(NLP)是将一个较高振幅和较窄的脉冲叠加在矩形底座或较低带宽的高斯脉冲上而产生的。在这个演示中，使用HL9474 6 dB功率分压器对两个输入信号求和。一个6 dB衰减器被插入到基座脉冲的路径中，使脉冲在基座上得到2倍的权重。
在本应用说明的后面部分，使用HL9462匹配z的拾取三通演示了类似的2倍加权求和功能，而不需要外部衰减器。中描述了NLP生成器系统的框图图15．
图15。NLP发生器框图
输入信号是一个20 ps的FWHM脉冲和一个500 ps宽的矩形脉冲，两者都以200 MHz的重复频率运行图16)．
首先，在没有低通滤波器的情况下将信号添加到系统中，从而得到一个矩形基座NLP(参见图17)．
图16。NLP发生器的输入信号。200mV/div & 200ps/div
图17。矩形底座的NLP。50.V/div & 200ps/div
接下来，在基座脉冲的路径中插入一个HL9452-200上升时间滤波器。HL9452-200是一个转换时间转换器。它将矩形脉冲源的快速上升时间和下降时间转换为200ps的跃迁，10%到90%，(参见图18结果)。
图18。伪高斯基脉冲NLP。50mV/div & 200ps/div7
100gb /s PAM4编码
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)的振幅是最低有效位(LSB)振幅的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。使用两个几乎等幅值的不归零(NRZ)串行数据流，LSB连接到拾取端口，MSB连接到输入端(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50gb /s串行数据流组合在一起，生成100gb /s PAM4信号。LSB和MSB数据模式为7阶伪随机二进制序列(PRBS7)。一个PRBS7数据模式有127位长。LSB数据模式相对于MSB数据模式延迟了39位。每个输入信号的整个模式长度可以在图20中找到。输入信号的眼图如图所示图21及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
分别检查代表每个输入的输出信号和组合。首先，每个输入信号分别连接到HL5567，相反的输入端接到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，并捕获组合的PAM4输出波形，如图23所示(底部)．输出眼图显示在图24至26．
图23。输出数据模式，LSB(上)，MSB(中)，LSB+MSB(下)。200mV/div & 255ps/div
HL5567 PAM4编码器从两个高质量的50gb /s PRBS7二进制模式驱动时，可产生高质量的100gb /s PAM4波形图26)．在不同位移位值下进行测试时，观察到较小的模式依赖性;当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编码器是电阻性无源网络。该特性允许任何数据预强调通过设备而没有任何非线性影响。
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被证明是用于生成新型时域波形的通用模拟信号处理组件。演示了加法、反转、减法和加权求和。
照片
超宽带单周期发生器
单周期发生器与LeCroy SDA100G采样示波器，SE-50采样模块和双通道micram DAC4信号源
预失真脉冲发生器