本文介绍了一种基于阶跃恢复二极管（SRD）的皮秒脉冲发生器的设计、分析和测量。该发生器能够产生亚纳秒级的高斯脉冲，适用于需要厘米级分辨率的成像应用，如生物医学成像。

Abstract—Sampling techniques as used in wideband oscilloscopes have, in the past, yielded bandwidths up to 4000 MHz. This approach has now been employed to achieve bandwidths in excess of 15 GHz. The design requirements necessary for this extended bandwidth are presented along with a detailed description of one solution to the design problem. 这段摘要介绍了在宽频带示波器中使用的采样技术，过去能够达到4000 MHz的带宽。现在，这种方法已经被扩展，实现了超过15 GHz的带宽。文档还提供了实现这一扩展带宽所需的设计要求，并详细描述了其中一种解决方案。 The device is basically a two-diode sampler located at the center of a dielectric filled, biconical cavity containing the RF transmission line. 摘要中提到的设备基本上是一个位于介质填充的双锥腔中心的双二极管采样器，该腔体包含射频传输线。 The bandwidth of such a device, however, is the most important single performance characteristic. 在评估采样设备时，带宽是最重要的单一性能特征。 The bandwidth of a sampling device employing semiconductor diodes is determined entirely by the diodes, by the sampling pulse and by the method used to connect them to the RF transmission line being sampled. 使用半导体二极管的采样设备的带宽完全由二极管、采样脉冲以及连接它们到被采样射频传输线的方法决定。

本文主要探讨了数字信号与模拟信号的编码与采样电路，重点介绍了数字模拟转换器（DAC）的工作原理、特性以及在信号处理中的应用。

本文主要探讨了模拟电路设计中除放大和乘法之外的多种信号处理功能，重点介绍了电压参考电路的设计与实现。

本文的研究的主题是关于数学分析一个使用两个步进恢复二极管（SRD）的纳秒脉冲发生器。该研究描述了一个扩展电路，该电路包含了寄生电容和电感，允许在纳秒范围内相对广泛地改变输出脉冲的持续时间，并且上升时间和下降时间小于一个纳秒。通过解决一组微分方程，研究者能够分析电路元件对输出脉冲参数的影响，并选择最佳值。计算结果与实验数据进行了比较。

关于Schottky二极管桥采样门的二极管桥部分，文档中描述了二极管桥的结构和工作原理。二极管桥由四个二极管（D3, D4, D5, D6）组成，并通过两个门控二极管（D7和D8）接收互补的脉冲信号来控制桥的开启和关闭。当D7和D8被反向偏置时，桥被偏置为“开启”状态，通过恒定电流源为桥提供电流。当D7和D8被正向偏置时，恒定电流通过这些二极管，桥二极管则被反向偏置（截止）。当桥被截止时，从节点f到g的信号电压在低频时可以忽略不计，在50 kHz以上主要由节点间的电容和节点g与地之间的负载电容决定。使用Schottky型二极管确保了最大的开关速度。为了最小化输入电路的负载，使用恒定电流源而不是电阻。桥的电压偏移可以通过调整电阻R2来补偿，以确保桥在关闭时的输出信号最小化。 此外，文档还提到了二极管桥的匹配和补偿。为了确保桥的匹配，使用了封装匹配的四联二极管D3-D6，其电容匹配为0.2 pF。二极管D7和D8也具有相同的匹配程度。由于二极管的匹配，当D7和D8施加的门脉冲为彼此的镜像时，通过节点g的尖峰信号将大部分相互抵消。 最后，文档还提到了二极管桥的温度偏移量小于20 μV/℃，这表明该桥在温度变化时具有良好的稳定性。

在文档中，关于“Sampling Mixer Analysis”的部分主要介绍了采样混频器的分析方法。具体来说，文档中提到了一个混合采样混频器的示意图，其中射频输入传输线是共面波导（CPW），并且使用传输线平衡器将平衡的本振信号应用于共面条（CPS）。往返延迟时间由CPW部分的长度决定。在分析中，将SRD-CPW脉冲电路替换为一个脉冲源，该脉冲源由脉冲宽度Tp、Thevinin阻抗Rg、寄生键合线电感L和过渡时间Trd等参数表征。此外，还考虑了串联电阻Rd和非线性电流元件，用以模拟肖特基二极管的行为。通过建立的非线性积分-微分方程来描述采样混频器的时间域行为，并使用标准迭代技术求解二极管导电波形的非线性时间域方程。采样混频器的频率响应是通过对二极管导电波形进行傅里叶变换得到的。计算得到的频率响应随后与2到40 GHz范围内的实验转换损耗数据进行了比较。分析表明，使用矩形脉冲近似预测的长往返延迟时间的零点在频率响应中并不一定存在。这些结果适用于设计对SRD参数变化不敏感的采样混频器，因此适合于高产量制造技术。

本文比较了矢量网络分析仪（VNA）和时域反射仪（TDR）示波器在测量性能上的差异，特别是在高速数字通信系统中对信号完整性问题的检测和表征。 VNA在高速数字通信系统中对信号完整性问题的检测和表征方面具有优势，特别是在动态范围、信号源稳定性和抗ESD能力方面。VNA的高动态范围和精确的信号同步使其成为TDR测量的理想选择。

· TDR在信号完整性中的作用：TDR是一种强大的工具，用于表征单端和差分传输线及网络的阻抗。现代TDR设备能够自动比较入射和反射幅度，提供阻抗、反射系数和时间的直接读数。通过使用一致的程序、静电保护和良好的测量实践，可以实现稳定和准确的TDR结果。 · 信号完整性的重要性：随着系统时钟和数据速率的不断提高，信号完整性变得越来越重要。阻抗测量已成为几乎所有高速设计项目的一部分，因为信号必须通过的环境（电缆、连接器、封装引线和电路板走线）的阻抗是信号完整性的一个关键预测指标。

本文详细介绍了“鼻对鼻(“NOSE-TO-NOSE”)”校准程序在宽带采样示波器特性分析中的理论和实践分析，提出了一种数学理论来证明该方法的有效性，并通过实验验证了校准程序的准确性和精确性。