一种可调脉冲发生器
阅读说明：本技术 一种可调脉冲发生器 (Adjustable pulse generator ) 是由 魏东 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可调脉冲发生器,包括波形生成电路、波形延时电路及波形处理电路。波形生成电路在自身上电后,周期性生成占空比和周期均可调的矩形波；波形延时电路将矩形波延时第一时间后作为第一输出信号输出,并将矩形波延时第二时间后作为第二输出信号输出；其中,第二时间＞第一时间,且两时间差可调；波形处理电路基于第一输出信号和第二输出信号进行波形处理,得到脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调的脉冲信号。可见,本申请的可调脉冲发生器提供的脉冲信号的脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调,所以此脉冲信号可很好地模拟噪声信号输入到线路中,以测试线路的滤波能力,从而提高了线路滤波能力测试的参考价值。(The invention discloses an adjustable pulse generator which comprises a waveform generating circuit, a waveform delay circuit and a waveform processing circuit. After the waveform generating circuit is electrified, a rectangular wave with adjustable duty ratio and period is periodically generated; the waveform delay circuit delays the rectangular wave for a first time and outputs the rectangular wave as a first output signal, and delays the rectangular wave for a second time and outputs the rectangular wave as a second output signal; wherein, the second time is larger than the first time, and the difference between the two times is adjustable; the waveform processing circuit carries out waveform processing based on the first output signal and the second output signal to obtain a pulse signal with adjustable pulse width, pulse value and pulse period. Therefore, the pulse width, the pulse value and the pulse period of the pulse signal provided by the adjustable pulse generator are adjustable, so that the pulse signal can well simulate a noise signal to be input into a line to test the filtering capability of the line, and the reference value of the line filtering capability test is improved.)
技术领域
本发明涉及脉冲生成领域，特别是涉及一种可调脉冲发生器。
背景技术
随着信息化技术的发展，服务器需要处理的信息量急剧增加，这对服务器的信息处理速度提出了越来越高的要求。随着服务器的信号速率的提升，信号质量对于服务器的稳定性越来越重要，但是，随着服务器的不断升级，整机功耗以及服务器的各种配置也在不断增加，这带来了很多干扰源，一旦信号被噪声干扰，就会出现回沟、异常脉冲、波形抖动等现象，严重影响信号质量，从而影响服务器的正常工作。
现有技术中，在服务器出厂前，会测试服务器线路的滤波能力，以使服务器线路达到滤波要求。目前，服务器线路滤波能力的测试方式通常为：将脉冲发生器生成的脉冲信号作为噪声信号输入到服务器线路中，以测试服务器线路的滤波能力。但是，现有的脉冲发生器通常输出的是脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均固定的脉冲信号，无法很好地模拟服务器线路的噪声环境，从而降低了服务器线路滤波能力测试的参考价值。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调脉冲发生器，可调脉冲发生器提供的脉冲信号的脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调，所以此脉冲信号可很好地模拟噪声信号输入到线路中，以测试线路的滤波能力，从而提高了线路滤波能力测试的参考价值。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可调脉冲发生器，包括：
波形生成电路，用于在自身上电后，周期性生成占空比和周期均可调的矩形波；
与所述波形生成电路的输出端连接的波形延时电路，用于将所述矩形波延时第一时间后作为第一输出信号输出，并将所述矩形波延时第二时间后作为第二输出信号输出；其中，所述第二时间＞所述第一时间，且两时间差可调；
分别与所述波形生成电路的输出端和所述波形延时电路的输出端连接的波形处理电路，用于基于所述第一输出信号和所述第二输出信号进行波形处理，得到脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调的脉冲信号。
优选地，所述波形生成电路包括反向施密特触发器、第一可调电阻、第二可调电阻、二极管及电容；其中：
所述反向施密特触发器的输入端分别与所述电容的第一端、所述二极管的阳极及所述第一可调电阻的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述二极管的阴极与所述第二可调电阻的第一端连接，所述反向施密特触发器的输出端分别与所述第一可调电阻的第二端和所述第二可调电阻的第二端连接且公共端作为所述波形生成电路的输出端；
所述反向施密特触发器用于在自身上电后，通过调节所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值周期性生成占空比和周期均可调的矩形波。
优选地，所述波形延时电路包括：
拨码开关；
分别与所述拨码开关和所述波形生成电路的输出端连接的延时芯片，用于根据所述拨码开关的拨码值确定延时时间；将所述矩形波经芯片自身传输延时后作为第一输出信号输出，并将所述矩形波在经芯片自身传输延时的基础上，再延时所述延时时间后作为第二输出信号输出。
优选地，所述延时芯片具体用于将所述拨码开关的二进制拨码值转换为十进制拨码值，并将所述十进制拨码值乘以芯片步进时间，得到所述延时时间。
优选地，所述波形处理电路包括异或门、与门及电压转换电路；其中：
所述异或门的第一输入端接入所述波形延时电路的第一输出信号，所述异或门的第二输入端接入所述波形延时电路的第二输出信号，所述异或门的输出端与所述与门的第一输入端连接，所述与门的第二输入端与所述波形生成电路的输出端连接，所述与门的输出端与所述电压转换电路的输入端连接，所述电压转换电路的输出端作为所述波形处理电路的输出端；
所述电压转换电路用于在接收到所述与门输出的脉冲宽度及脉冲周期均可调的脉冲信号后，将所述脉冲信号的电压值进行电压转换，得到脉冲值可调的脉冲信号。
优选地，所述电压转换电路包括开关管和上拉电阻；其中：
所述开关管的控制端与所述与门的输出端连接，所述开关管的第一端与所述上拉电阻的第一端连接且公共端作为所述电压转换电路的输出端，所述上拉电阻的第二端接入可调直流电源，所述开关管的第二端接地；其中，所述开关管为高电平截止、低电平导通的开关管。
优选地，所述可调脉冲发生器还包括：
周期运算器，用于根据预设电容充电关系式得到所述电容在当前充放电周期的充电时间Tr，并根据预设电容放电关系式
其中，Vo1为所述电容在当前充放电周期的初始充电电压，Vh为所述反向施密特触发器的高翻转电压，Vt1为所述电容在当前充放电周期的充电时间到达t1时的充电电压，Vo2为所述电容在当前充放电周期的初始放电电压，V1为所述反向施密特触发器的低翻转电压，Vt2为所述电容在当前充放电周期的放电时间到达t2时的放电电压，R1为第一可调电阻在当前充放电周期的阻值，R2为第二可调电阻在当前充放电周期的阻值，c为电容的容值。
优选地，所述第一可调电阻和所述第二可调电阻均为档位式可调电阻。
本发明提供了一种可调脉冲发生器，包括波形生成电路、波形延时电路及波形处理电路。波形生成电路在自身上电后，周期性生成占空比和周期均可调的矩形波；波形延时电路将矩形波延时第一时间后作为第一输出信号输出，并将矩形波延时第二时间后作为第二输出信号输出；其中，第二时间＞第一时间，且两时间差可调；波形处理电路基于第一输出信号和第二输出信号进行波形处理，得到脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调的脉冲信号。可见，本申请的可调脉冲发生器提供的脉冲信号的脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调，所以此脉冲信号可很好地模拟噪声信号输入到线路中，以测试线路的滤波能力，从而提高了线路滤波能力测试的参考价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种可调脉冲发生器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种波形生成电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种可调脉冲发生器的具体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种可调脉冲发生器的脉冲调整原理图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种可调脉冲发生器，可调脉冲发生器提供的脉冲信号的脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调，所以此脉冲信号可很好地模拟噪声信号输入到线路中，以测试线路的滤波能力，从而提高了线路滤波能力测试的参考价值。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种可调脉冲发生器的结构示意图。
该可调脉冲发生器包括：
波形生成电路1，用于在自身上电后，周期性生成占空比和周期均可调的矩形波；
与波形生成电路1的输出端连接的波形延时电路2，用于将矩形波延时第一时间后作为第一输出信号输出，并将矩形波延时第二时间后作为第二输出信号输出；其中，第二时间＞第一时间，且两时间差可调；
分别与波形生成电路1的输出端和波形延时电路2的输出端连接的波形处理电路3，用于基于第一输出信号和第二输出信号进行波形处理，得到脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调的脉冲信号。
具体地，本申请的可调脉冲发生器包括波形生成电路1、波形延时电路2及波形处理电路3，其工作原理为：
波形生成电路1在自身上电后，可周期性生成矩形波且矩形波的占空比和周期均可调，并将生成的矩形波输出至波形延时电路2和波形处理电路3。波形延时电路2在接收到矩形波后，一方面将矩形波延时第一时间，并将延时第一时间的矩形波作为第一输出信号输出至波形处理电路3；另一方面将矩形波延时第二时间，并将延时第二时间的矩形波作为第二输出信号输出至波形处理电路3。需要说明的是，第二时间＞第一时间，且第二时间减去第一时间的时间差可调。
波形处理电路3基于占空比和周期均可调的矩形波及矩形波不固定延时后的波形信号，可将各波形信号结合处理，目的是得到脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调的脉冲信号，并将得到的脉冲信号作为噪声信号输入到服务器线路中，以实现测试服务器线路的滤波能力。此外，可调脉冲发生器还可应用于验证服务器异常触发的条件，具体将脉冲信号作为触发信号输入到服务器线路中，以实现验证服务器异常触发的条件。
本发明提供了一种可调脉冲发生器，包括波形生成电路、波形延时电路及波形处理电路。波形生成电路在自身上电后，周期性生成占空比和周期均可调的矩形波；波形延时电路将矩形波延时第一时间后作为第一输出信号输出，并将矩形波延时第二时间后作为第二输出信号输出；其中，第二时间＞第一时间，且两时间差可调；波形处理电路基于第一输出信号和第二输出信号进行波形处理，得到脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调的脉冲信号。可见，本申请的可调脉冲发生器提供的脉冲信号的脉冲宽度、脉冲值及脉冲周期均可调，所以此脉冲信号可很好地模拟噪声信号输入到线路中，以测试线路的滤波能力，从而提高了线路滤波能力测试的参考价值。
在上述实施例的基础上：
请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种波形生成电路的结构示意图。
作为一种可选的实施例，波形生成电路1包括反向施密特触发器OE、第一可调电阻R1、第二可调电阻R2、二极管D及电容C；其中：
反向施密特触发器OE的输入端分别与电容C的第一端、二极管D的阳极及第一可调电阻R1的第一端连接，电容C的第二端接地，二极管D的阴极与第二可调电阻R2的第一端连接，反向施密特触发器OE的输出端分别与第一可调电阻R1的第二端和第二可调电阻R2的第二端连接且公共端作为波形生成电路1的输出端；
反向施密特触发器OE用于在自身上电后，通过调节第一可调电阻R1和第二可调电阻R2的阻值周期性生成占空比和周期均可调的矩形波。
具体地，本申请的波形生成电路1包括反向施密特触发器OE、第一可调电阻R1、第二可调电阻R2、二极管D及电容C，其工作原理为：
在反向施密特触发器OE刚刚上电时，反向施密特触发器OE的输入端A的电压为低，而反向施密特触发器OE的输出端Y的电压应为高，此时由于电容C的存在，反向施密特触发器OE会通过第一可调电阻R1对电容C进行充电，直至充电电压升至反向施密特触发器OE的高翻转电压。当电容C的充电电压到达反向施密特触发器OE的高翻转电压时，反向施密特触发器OE的输出端Y的电压应为低，此时由于电容C的存在，反向施密特触发器OE会通过第一可调电阻R1和第二可调电阻R2对电容C进行放电，直到放电电压降至反向施密特触发器OE的低翻转电压。当电容C的放电电压到达反向施密特触发器OE的低翻转电压时，反向施密特触发器OE的输出端Y的电压应再次为高，如此循环往复，得到周期性矩形波。
可见，第一可调电阻R1的阻值影响电容C的充电时间，第一可调电阻R1和第二可调电阻R2的阻值影响电容C的放电时间，电容C在当前充放电周期的充电时间+放电时间＝当前充放电周期，所以通过调节第一可调电阻R1和第二可调电阻R2的阻值，反向施密特触发器OE可周期性生成占空比和周期均可调的矩形波。此外，需要说明的是，二极管D的设置目的是区分电容C的充电回路和放电回路，从而实现电容C的充电时间和放电时间相互独立设置。
此外，本申请的反向施密特触发器OE可选用TC7SZ14FU，其传输延时3.7ns，响应速度快，电源可接受范围是1.65V至5.5V，适应范围广。
请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种可调脉冲发生器的具体结构示意图。
作为一种可选的实施例，波形延时电路2包括：
拨码开关21；
分别与拨码开关21和波形生成电路1的输出端连接的延时芯片22，用于根据拨码开关21的拨码值确定延时时间；将矩形波经芯片自身传输延时后作为第一输出信号输出，并将矩形波在经芯片自身传输延时的基础上，再延时延时时间后作为第二输出信号输出。
具体地，本申请的波形延时电路2包括拨码开关21和延时芯片22，其工作原理为：
延时芯片22首先根据拨码开关21的拨码值确定延时时间T1，然后一方面将波形生成电路1输出的矩形波经芯片自身传输延时T0后作为第一输出信号输出，另一方面将波形生成电路1输出的矩形波在经芯片自身传输延时T0的基础上，再延时延时时间T1后作为第二输出信号输出。由于拨码开关21的拨码值可调，所以延时芯片22确定的延时时间T1也可调。
需要说明的是，芯片自身传输延时T0为上述实施例的第一时间，芯片自身传输延时T0+延时时间T1为上述实施例的第二时间。
作为一种可选的实施例，延时芯片22具体用于将拨码开关21的二进制拨码值转换为十进制拨码值，并将十进制拨码值乘以芯片步进时间，得到延时时间。
具体地，本申请的延时芯片22具体可将拨码开关21的二进制拨码值转换为十进制拨码值，并将十进制拨码值乘以芯片步进时间t0，且将二者乘积作为延时时间T1。
比如，延时芯片22的延时时间T1由8位拨码开关控制，8位拨码开关通过延时芯片22的8个脚位D0～D7的高低电平来控制延时时间T1，则T1＝(D0*1+D1*2+D2*4+D3*8+D4*16+D5*32+D6*64+D7*128)*t0。
此外，本申请的延时芯片22可采用8位可编程时序元件DS1023系列芯片，步进时间t0有0.25ns、0.5ns、1ns、2ns、5ns等多种规格可选。
作为一种可选的实施例，波形处理电路3包括异或门31、与门32及电压转换电路33；其中：
异或门31的第一输入端接入波形延时电路2的第一输出信号，异或门31的第二输入端接入波形延时电路2的第二输出信号，异或门31的输出端与与门32的第一输入端连接，与门32的第二输入端与波形生成电路1的输出端连接，与门32的输出端与电压转换电路33的输入端连接，电压转换电路33的输出端作为波形处理电路3的输出端；
电压转换电路33用于在接收到与门32输出的脉冲宽度及脉冲周期均可调的脉冲信号后，将脉冲信号的电压值进行电压转换，得到脉冲值可调的脉冲信号。
具体地，本申请的波形处理电路3包括异或门31、与门32及电压转换电路33，其工作原理为：
异或门31的作用是：两个输入端输入的波形信号相同(即均为高电平或者均为低电平)时，输出端输出低电平；两个输入端输入的波形信号不相同(即一个输入端输入高电平，另一个输入端输入低电平)时，输出端输出高电平。与门32的作用是：两个输入端输入的波形信号均为高电平时，输出端输出高电平；任一输入端输入的波形信号为低电平时，输出端输出低电平。
比如，请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种可调脉冲发生器的脉冲调整原理图。波形延时电路2输入的矩形波IN的周期为T，T值可调；波形延时电路2输出的第一输出信号REF为矩形波IN延时T0时间的波形；波形延时电路2输出的第二输出信号OUT为矩形波IN延时T0+T1时间的波形，T1值可调。则将REF信号和OUT信号经异或门31进行异或处理，得到异或输出信号P1，每个周期T具有两个单脉冲，脉冲宽度分别为T2和T3，T2＝T3＝T1，即T2、T3值可调；将P1信号和IN信号经与门32进行与处理，得到与门32输出信号P2，每个周期T具有一个单脉冲，脉冲宽度为T2，由于T值和T2值均可调，所以与门32输出的P2信号是脉冲宽度及脉冲周期均可调的脉冲信号。
基于此，电压转换电路33将与门32输出的脉冲信号的电压值进行电压转换，以调整脉冲信号的脉冲值，从而得到脉冲宽度、脉冲周期及脉冲值均可调的脉冲信号。
此外，本申请的异或门31可选用单路2输入异或门SN74LVC1G86，与门32可选用单路2输入与门SN74LVC1G08，其中，SN74LVC1G86最大传播延时小于3.3ns，SN74LVC1G08最大传播延时小于3.4ns，可以满足需求。
作为一种可选的实施例，电压转换电路33包括开关管和上拉电阻；其中：
开关管的控制端与与门32的输出端连接，开关管的第一端与上拉电阻的第一端连接且公共端作为电压转换电路33的输出端，上拉电阻的第二端接入可调直流电源，开关管的第二端接地；其中，开关管为高电平截止、低电平导通的开关管。
具体地，本申请的电压转换电路33包括开关管(如MOS管)和上拉电阻，其工作原理为：
当开关管的控制端输入高电平时，开关管截止，电压转换电路33的输出端输出与可调直流电源的输出电压相同的电压信号；当开关管的控制端输入低电平时，开关管导通，电压转换电路33的输出端接地，输出低电平信号。
比如，如图4所示，将与门32输出的P2信号输入至开关管的控制端，当P2信号为高电平时，电压转换电路33的输出端输出与可调直流电源的输出电压相同的电压信号；当P2信号为低电平时，电压转换电路33的输出端输出低电平信号。可见，电压转换电路33的输出信号没有改变P2信号的脉冲宽度和脉冲周期，只是将P2信号的脉冲值改变为与可调直流电源的输出电压相同的电压值，由于可调直流电源的输出电压可调，所以脉冲信号的脉冲值实现可调。
需要说明的是，可调直流电源的输出电压需满足于电压转换电路33的输出信号预输入的线路上所允许的输入电压，从而实现线路检测。
综上，本申请通过设计纯硬件调节脉冲发生器，可以不依赖软件来产生需要的各种参数的脉冲信号，方便可靠。
作为一种可选的实施例，可调脉冲发生器还包括：
周期运算器，用于根据预设电容充电关系式得到电容C在当前充放电周期的充电时间Tr，并根据预设电容放电关系式
其中，Vo1为电容C在当前充放电周期的初始充电电压，Vh为反向施密特触发器OE的高翻转电压，Vt1为电容C在当前充放电周期的充电时间到达t1时的充电电压，Vo2为电容C在当前充放电周期的初始放电电压，V1为反向施密特触发器OE的低翻转电压，Vt2为电容C在当前充放电周期的放电时间到达t2时的放电电压，R1为第一可调电阻R1在当前充放电周期的阻值，R2为第二可调电阻R2在当前充放电周期的阻值，c为电容C的容值。
进一步地，本申请的可调脉冲发生器还包括周期运算器，其工作原理为：
在反向施密特触发器OE刚刚上电时，反向施密特触发器OE的输入端A的电压为低，而反向施密特触发器OE的输出端Y的电压应为高，此时由于电容C的存在，反向施密特触发器OE会通过第一可调电阻R1对电容C进行充电，直至充电电压升至反向施密特触发器OE的高翻转电压Vh，此时根据预设电容充电关系式
作为一种可选的实施例，第一可调电阻R1和第二可调电阻R2均为档位式可调电阻。
具体地，本申请的第一可调电阻R1和第二可调电阻R2均可选用档位式可调电阻，通过查看档位式可调电阻当前的阻值档位来获取档位式可调电阻的当前阻值。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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