CN108519791A - 高速任意波形产生电路 - Google Patents
高速任意波形产生电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108519791A CN108519791A CN201810367185.8A CN201810367185A CN108519791A CN 108519791 A CN108519791 A CN 108519791A CN 201810367185 A CN201810367185 A CN 201810367185A CN 108519791 A CN108519791 A CN 108519791A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wave
- module
- standard wave
- amplitude
- monocycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims abstract 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 23
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/02—Digital function generators
- G06F1/022—Waveform generators, i.e. devices for generating periodical functions of time, e.g. direct digital synthesizers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
高速任意波形产生电路，涉及电子及测量领域。解决了现有技术中信号源发生器生成的激励源无法满足频率较高、波形复杂的问题。本发明中FPGA，用于接收上位机发送的单周期标准波的波形数据，并根据单周期标准波的波形数据，获得该标准波中所有点的数据信息，所有点的数据信息包括每个点所对应的幅值信息和每个点所对应的位置信息；时钟模块，根据接收的FPGA发出的控制信号，生成延时信号；数模转换模块，用于根据接收单周期标准波中每个点所对应的幅值信息、位置信息以及接收的延时信号，对单周期标准波进行延时和叠加，形成多周期标准波；输出缓冲及滤波模块，用于对接收的多周期标准波进行缓冲及滤波后，输出合成波。主要生成任意波。
Description
技术领域
本发明涉及电子及测量领域。
背景技术
信号源是能按照用户需求产生各种规则的或非规则的信号，同时能对信号的幅度、相位、频率等指标进行调节的设备，是电子及测量领域中常用的设备，常用来模拟各种信号，或用于恢复现场采集的信号。信号源有各种术语和名称，在各类信号源产品中，更多的是采用函数和波形发生器这一名称。
信号发生器通常能产生低频到几GHz的高保真的正弦信号，并且能提供衰减、调制和扫频等各种功能，但产生其他复杂信号比较困难；而函数发生器则是一个较低频率范围的仪器，虽然能够提供正弦、方波、脉冲、三角波和锯齿波等复杂波形，但不能产生较高频率的波形信号。随着电子设备变得越来越复杂，需要频率更高波、形更复杂的信号来做激励源，信号发生器和函数发生器不能满足实际需要，因此，亟需提供一种能够得到任意波形的信号发生器，该种发生器可获得更为复杂、频率更高的波形。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中信号源发生器生成的激励源无法满足频率较高、波形复杂的问题，本发明提供了一种高速任意波形产生电路。
高速任意波形产生电路，包括FPGA、时钟模块、数模转换模块和输出缓冲及滤波模块；
FPGA，用于接收上位机发送的单周期标准波的波形数据，并根据单周期标准波的波形数据，获得该标准波中所有点的数据信息，所有点的数据信息包括每个点所对应的幅值信息和每个点所对应的位置信息；
时钟模块，根据接收的FPGA发出的控制信号，生成延时信号；
数模转换模块，用于根据接收单周期标准波中每个点所对应的幅值信息、位置信息以及接收的延时信号，对单周期标准波进行延时和叠加，形成多周期标准波；
输出缓冲及滤波模块，用于对接收的多周期标准波进行缓冲及滤波后，输出合成波。
优选的是，所述的FPGA包括系统控制模块和波形读取模块；
系统控制模块，用于接收上位机发送的单周期标准波的波形数据，并将接收的单周期标准波的波形数据发送至波形读取模块；
波形读取模块，用于读取系统控制模块输出的单周期标准波的波形数据中每个点所对应的幅值信息和位置信息，并将每个点所对应的幅值信息和位置信息发送至数模转换模块；
所述波形读取模块、数模转换模块和输出缓冲及滤波模块构成了一个合成波的合成通路。
优选的是，所述FPGA还包括一个幅度控制模块；
幅度控制模块，用于根据系统控制模块发出的幅值控制信号，实现对数模转换模块输出的多周期标准波的幅值进行调节。
优选的是，所述的高速任意波形产生电路，还包括另一个合成通路和另一个幅度控制模块；
另一个幅度控制模块，用于根据系统控制模块发出的幅值控制信号对另一个合成通路中的数模转换模块输出的多周期标准波的幅值进行调节；
另一个合成通路中的数模转换模块，用于接收时钟模块输出的时钟信号。
本发明带来的有益效果是，本发明采用直接数字波形合成实现任意波形的合成，将需要输出的任意波形的一个周期内的波形数据存储在上位机，上位机通过USB接口将该波形数据传输到FPGA，FPGA对所有的波形数据进行读取，将数据转换成对应波形，这样通过对波形的逐点采样恢复原始信号。本发明所述高速任意波形产生电路可以产生频率较高的多种信号，如：正弦波、方波、脉冲等常规波形以及手绘任意波形，且正弦波的最高频率达到了400MHz。
本发明所述的高速任意波形产生电路输出波形的频率，可通过控制FPGA的接收数据的频率实现，且高速任意波形产生电路波形输出频率的调节范围宽，且正弦波的最高频率达到了400MHz。
本发明所述的高速任意波形产生电路可根据接收的相应的单周期标准波的波形数据，输出相应的合成波波形，满足了对任意复杂的波形的生成。
本发明所述高速任意波形产生电路主要技术指标：
采样率：1Gsps(单路)；
垂直分辨率：14bit；
波形种类：正弦波、方波等常规波形，脉冲波形及手绘任意波形；
输出频率：正弦波最高频率400MHz。
附图说明
图1为本发明所述高速任意波形产生电路的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述高速任意波形产生电路，包括FPGA1、时钟模块4、数模转换模块2和输出缓冲及滤波模块3；
FPGA1，用于接收上位机发送的单周期标准波的波形数据，并根据单周期标准波的波形数据，获得该标准波中所有点的数据信息，所有点的数据信息包括每个点所对应的幅值信息和每个点所对应的位置信息；
时钟模块4，根据接收的FPGA1发出的控制信号，生成延时信号；
数模转换模块2，用于根据接收单周期标准波中每个点所对应的幅值信息、位置信息以及接收的延时信号，对单周期标准波进行延时和叠加，形成多周期标准波；
输出缓冲及滤波模块3，用于对接收的多周期标准波进行缓冲及滤波后，输出合成波。
本实施方式，本发明采用直接数字波形合成实现任意波形的合成，将需要输出的任意波形的一个周期内的波形数据存储在上位机，上位机通过USB接口将该波形数据传输到FPGA，FPGA对所有的波形数据进行读取，将数据转换成对应波形，这样通过对波形的逐点采样恢复原始信号。
本发明所述的高速任意波形产生电路输出波形的频率，可通过控制FPGA的接收数据的频率实现，且高速任意波形产生电路波形输出频率的调节范围宽，且正弦波的最高频率达到了400MHz。
本发明所述的高速任意波形产生电路可根据接收的相应的单周期标准波的波形数据，输出相应的合成波波形。
具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的高速任意波形产生电路的区别在于，所述的FPGA1包括系统控制模块1-1和波形读取模块1-2；
系统控制模块1-1，用于接收上位机发送的单周期标准波的波形数据，并将接收的单周期标准波的波形数据发送至波形读取模块1-2；
波形读取模块1-2，用于读取系统控制模块1-1输出的单周期标准波的波形数据中每个点所对应的幅值信息和位置信息，并将每个点所对应的幅值信息和位置信息发送至数模转换模块2；
所述波形读取模块1-2、数模转换模块2和输出缓冲及滤波模块3构成了一个合成波的合成通路5。
本实施方式，合成通路5根据接收的单周期标准波的波形数据实现了任意波的合成。
具体实施方式三：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的高速任意波形产生电路的区别在于，所述FPGA1还包括一个幅度控制模块1-3；
幅度控制模块1-3，用于根据系统控制模块1-1发出的幅值控制信号，实现对数模转换模块2输出的多周期标准波的幅值进行调节。
本实施方式，幅度控制模块1-3的设置方式，可调节多周期标准波的幅值，避免在由数据转化为波形的过程中，合成的波形失真。
具体实施方式四：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的高速任意波形产生电路的区别在于，还包括另一个合成通路5和另一个幅度控制模块1-3；
另一个幅度控制模块1-3，用于根据系统控制模块1-1发出的幅值控制信号对另一个合成通路5中的数模转换模块2输出的多周期标准波的幅值进行调节；
另一个合成通路5中的数模转换模块2，用于接收时钟模块4输出的时钟信号。
本实施方式，本发明包括两路合成通路5，其中，两路合成通路5可处理相同或不同的波形数据。
本发明可实现两路1Gsps任意波形发生器，采用FPGA芯片实现对两路合成的控制，同时通过USB接口与上位机通信，利用计算机良好的用户界面实现更灵活的控制。
Claims (4)
1.高速任意波形产生电路，其特征在于，包括FPGA(1)、时钟模块(4)、数模转换模块(2)和输出缓冲及滤波模块(3)；
FPGA(1)，用于接收上位机发送的单周期标准波的波形数据，并根据单周期标准波的波形数据，获得该标准波中所有点的数据信息，所有点的数据信息包括每个点所对应的幅值信息和每个点所对应的位置信息；
时钟模块(4)，根据接收的FPGA(1)发出的控制信号，生成延时信号；
数模转换模块(2)，用于根据接收单周期标准波中每个点所对应的幅值信息、位置信息以及接收的延时信号，对单周期标准波进行延时和叠加，形成多周期标准波；
输出缓冲及滤波模块(3)，用于对接收的多周期标准波进行缓冲及滤波后，输出合成波。
2.根据权利要求1所述的高速任意波形产生电路，其特征在于，所述的FPGA(1)包括系统控制模块(1-1)和波形读取模块(1-2)；
系统控制模块(1-1)，用于接收上位机发送的单周期标准波的波形数据，并将接收的单周期标准波的波形数据发送至波形读取模块(1-2)；
波形读取模块(1-2)，用于读取系统控制模块(1-1)输出的单周期标准波的波形数据中每个点所对应的幅值信息和位置信息，并将每个点所对应的幅值信息和位置信息发送至数模转换模块(2)；
所述波形读取模块(1-2)、数模转换模块(2)和输出缓冲及滤波模块(3)构成了一个合成波的合成通路(5)。
3.根据权利要求2所述的高速任意波形产生电路，其特征在于，所述FPGA(1)还包括一个幅度控制模块(1-3)；
幅度控制模块(1-3)，用于根据系统控制模块(1-1)发出的幅值控制信号，实现对数模转换模块(2)输出的多周期标准波的幅值进行调节。
4.根据权利要求2所述的高速任意波形产生电路，其特征在于，还包括另一个合成通路(5)和另一个幅度控制模块(1-3)；
另一个幅度控制模块(1-3)，用于根据系统控制模块(1-1)发出的幅值控制信号对另一个合成通路(5)中的数模转换模块(2)输出的多周期标准波的幅值进行调节；
另一个合成通路(5)中的数模转换模块(2)，用于接收时钟模块(4)输出的时钟信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810367185.8A CN108519791A (zh) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | 高速任意波形产生电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810367185.8A CN108519791A (zh) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | 高速任意波形产生电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108519791A true CN108519791A (zh) | 2018-09-11 |
Family
ID=63429038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810367185.8A Pending CN108519791A (zh) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | 高速任意波形产生电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108519791A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110787042A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-14 | 深圳市倍轻松科技股份有限公司 | 按摩设备的控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN113687613A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-23 | 深圳市安瑞国医科技有限公司 | 一种可任意调节参数的组合波形产生方法 |
| CN114152785A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-03-08 | 山东浪潮科学研究院有限公司 | 一种高速信号任意发生器 |
| CN115079771A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-20 | 西安芯海微电子科技有限公司 | 波形生成方法、波形存储方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2806016A1 (en) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Matthias Thomas Frei | Improvements relating to high speed pulse shaping technology |
| CN102468826A (zh) * | 2010-11-03 | 2012-05-23 | 北京普源精电科技有限公司 | 一种多功能信号发生器 |
| CN103368529A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-23 | 中国石油大学(华东) | 一种多通道声波相控任意波形信号发生器 |
| CN103488244A (zh) * | 2013-09-09 | 2014-01-01 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种任意波形发生系统及方法 |
| CN105866482A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-17 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种基于PXIe总线的任意波形发生器 |
| CN106200759A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-07 | 哈尔滨理工大学 | 一种快速响应的混合信号发生器及其实现方法 |
-
2018
- 2018-04-23 CN CN201810367185.8A patent/CN108519791A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2806016A1 (en) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Matthias Thomas Frei | Improvements relating to high speed pulse shaping technology |
| CN102468826A (zh) * | 2010-11-03 | 2012-05-23 | 北京普源精电科技有限公司 | 一种多功能信号发生器 |
| CN103368529A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-23 | 中国石油大学(华东) | 一种多通道声波相控任意波形信号发生器 |
| CN103488244A (zh) * | 2013-09-09 | 2014-01-01 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种任意波形发生系统及方法 |
| CN105866482A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-17 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种基于PXIe总线的任意波形发生器 |
| CN106200759A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-07 | 哈尔滨理工大学 | 一种快速响应的混合信号发生器及其实现方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110787042A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-14 | 深圳市倍轻松科技股份有限公司 | 按摩设备的控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN110787042B (zh) * | 2019-09-30 | 2022-03-11 | 深圳市倍轻松科技股份有限公司 | 按摩设备的控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN113687613A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-23 | 深圳市安瑞国医科技有限公司 | 一种可任意调节参数的组合波形产生方法 |
| CN114152785A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-03-08 | 山东浪潮科学研究院有限公司 | 一种高速信号任意发生器 |
| CN115079771A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-20 | 西安芯海微电子科技有限公司 | 波形生成方法、波形存储方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115079771B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-04-12 | 西安芯海微电子科技有限公司 | 波形生成方法、波形存储方法、装置、设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108519791A (zh) | 高速任意波形产生电路 | |
| CN107171657B (zh) | 一种序列脉冲部分上升沿加抖的装置 | |
| CN102129269B (zh) | 一种多通道同步信号发生器 | |
| Carpenter et al. | Direct digital demultiplexing of analog TDM signals for cable reduction in ultrasound imaging catheters | |
| CN109799373A (zh) | 具备多通道同步功能的任意波形发生器 | |
| CN103944537A (zh) | 变时钟dds任意波形信号源控制输出频率的方法及实现装置 | |
| CN103178782B (zh) | 一种扫频信号发生器 | |
| CN104567918A (zh) | 基于角度传感器的动态角度采集装置 | |
| CN102447470A (zh) | 一种基于直接数字频率合成dds的信号源 | |
| CN105116183A (zh) | 多通道波形信号发生器 | |
| CN115580275A (zh) | 高精度脉冲信号产生装置、fpga芯片和信号处理设备 | |
| CN105510861B (zh) | 一种多功能数字式局放仪校准器 | |
| CN106444963A (zh) | 一种可编程dds任意波形信号发生器 | |
| CN113376585B (zh) | 一种高分辨率脉冲信号合成装置 | |
| CN202772870U (zh) | 一种基于sopc的任意波形信号源装置 | |
| CN101923106B (zh) | 四路正弦信号发生装置 | |
| CN105680800A (zh) | 一种具有扫频功能的信号发生器 | |
| CN107271891B (zh) | 一种序列脉冲上升沿加抖的装置 | |
| CN204086871U (zh) | 一种基于fpga的多路信号同步采样控制电路 | |
| CN106533456A (zh) | 一种双波段等效高度模拟装置 | |
| CN101975966B (zh) | 一种用于地球物理勘探的拖缆模拟器板 | |
| CN105281715A (zh) | 一种工频同步的深度存储ns级脉冲多参量发生系统 | |
| CN105302225A (zh) | 一种模拟雷达回波中频信号的产生方法 | |
| CN204272086U (zh) | 一种眼图采样与重建硬件电路 | |
| CN109696481B (zh) | 一种用于声学相机的声学传感器阵列控制电路及其控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180911 |