稳定时间电路的修正过程

本文为《宽带放大器稳定时间的测量》的附文2：

修正稳定时间电路可获得它声称的性能。这些修正可粗略地分为四种预定类别。它们是：电流开关桥驱动脉冲整形，电路延迟，采样门脉冲纯度，以及采样门馈通/dc 调整。修正工作需要相当仔细地挑选仪器，还要有谨慎的宽带探测与示波器测量技术。

桥驱动修正

首先要修正电流开关桥的驱动。先断开全部5个与修正有关的桥驱动，并在电路输入端加一个5V、1MHz的10ns?15ns宽脉冲。在43V后端的未驱动端看到的并联“C”反相器输出应像。波形的边沿时间很快，但如控制不好寄生偏移，就有损坏测量噪声背景的危险，必须消除它们。重新连接所有5个驱动，并按各自的名称作调节。各个调节之间要有一些互作用。

延迟的确定与补偿

接下来是电路延迟。在做这些测量与调整以前，必须纠正探头/示波器通道至通道时滞。当两个通道的探头都连接到一个100ps上升时间的快速脉冲源时，有40ps的时滞误差。可以使用的快速脉冲源有很多种。纠正误差的方法是利用示波器的垂直放大器可变延迟功能。在这种情况下，示波器放大器为Tektronix 7A29，选项04，安装在一台Tektronix 7104机架上。这个纠正使您可以做出高精度的延迟测量。另外还应验证一下示波器时基的准确度。

稳定时间电路采用了一种可调延迟网络，以校正输入脉冲在信号处理路径中的延迟。通常，这些延迟会带来近10ns的误差，因此必须提供一种准确的校正。延迟修正工作包括观测网络的输入/输出延迟，并作适当的时间间隔调节。有时候，确定适当的时间间隔要更复杂。

电路中有三个感兴趣的延迟测量。待测放大器负输入端的电流开关驱动器延迟，电路输出端的待测放大器输出延迟，以及采样门乘法器的延迟。待测放大器输入端的电流开关驱动器延迟为250ps，待测放大器输出至电路输出的延迟为8.4ns，而采样门乘法器的延迟为2ns。

这些测量结果表示出了一个8.65ns的电路输出端电流开关驱动器延迟。实现这个修正的方法是调节“信号路径延迟补偿”网络中的1kV电位器。当使用采样示波器的测量时，要将其调节到信号路径延迟补偿网络内。

“采样门脉冲发生器路径延迟补偿”就不太重要了。唯一的要求是它与采样门脉冲发生器的延迟相重叠。将“A”反相器链中的1kV电位器设为15ns可满足这些标准。这就完成了与延迟相关的修正。

采样门脉冲的纯度调节

调整Q1采样门的脉冲沿成形级，获得优化的前拐角、最小的上升沿时间、平滑的脉冲顶部，以及有指定修正的1V幅度。在采样门乘法器IC的“X”输入端可观察到调节。脉冲的第二个上升时间促进了快速的采样门采集，但仍保持在乘法器的250MHz带宽内，确保没有带外的寄生响应。清晰的1V脉冲提供了一个经校正、没有寄生（可能伪装为稳定信号）的连续乘法器输出。脉冲下降时间没有关系，它与测量无关，而它清晰的下降转换可确保受控乘法器的关断，防止出现后台的偏离。

采样门路径的优化

采样门的路径调整是最后一项。首先，在脉冲发生器输入端放5Vdc，从而将待测放大器锁定在其22.5V输出状态。然后调整“稳定结点零位”头，在A1的输出端获得1mV以内的零伏。接下来，恢复脉冲电路的输入，将稳定结点从A1断开，将A1的输入端用一个750Ω电阻接地。调整前的响应并不理想。理想情况下，电路输出（轨迹B）应在采样门（轨迹A）切换期间保持静态。照片表示出了误差情况；校正需要调整dc偏移和与动态馈通相关的残值。调整一个连续轨迹B的基准线（与轨迹A的采样门脉冲状态无关）的“X”和“Y”偏移，可以消除dc误差。另外，要为最低乘法器基准偏移电压设定对输出偏移的调整。通过关断输入脉冲发生器，在C2的“1”输入端加5V，并使前面插入的750Ω电阻将其偏量在1.00Vdc，可以将采样门设为单位增益。在这些条件下，对一个1.00Vdc输出调节“刻度系数”。完成这一步后，除去dc偏置电压和750Ω电阻，重新连接稳定节点，并恢复脉冲输入。

馈通的补偿要使用“时间相位”与“幅度”调整。这些调节设定了在乘法器IC“Z”输入端施加的馈通校正的时序与幅度。

测量的限制与不确定性

电路经修正后的响应包括一个平坦的基准，和大幅衰减的馈通。测量定义了电路在2mV的最小幅度分辨率。在其它测试时，将A1输入端从稳定节点处断开，通过一只750Ω电阻将其偏置在20mV，以模仿一个无限快速稳定的放大器。电路输出（轨迹B）在2ns中稳定在5 mV内，在3.6ns内到达2mV的基准噪声内。这个数据是在经时间校正的输入（轨迹A）上升后，取自采样门刚导通时，它定义了电路的极限最小时间分辨率。在引证的时间与幅度分辨率极限的不确定性主要是源于延迟补偿的限制、噪声以及残余馈通。考虑到可能的延迟与测量误差，6500 ps的不确定性和2mV的分辨率极限是实际的。噪声均化不会改善幅度的分辨率极限，因为它来自馈通残余，是一个固有的项。

: