信號發(fā)生器及波形參數(shù)生成裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及測量測量領域，特別涉及波形參數(shù)生成裝置和具有該波形生成裝置的信號發(fā)生器。
【背景技術】
[0002]信號發(fā)生器，是一種可以產(chǎn)生某些特定的周期性時間函數(shù)波形(正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波)或任意波形的測量裝置，可應用于通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試等領域。
[0003]由于數(shù)字技術的飛速發(fā)展，目前大多數(shù)的信號發(fā)生器都選擇了數(shù)字方式實現(xiàn)。數(shù)字式信號發(fā)生器可以避免模擬信號源的種種弊端，有著良好的頻率和幅度精度，較好的信噪比。而在數(shù)字式信號發(fā)生器中廣泛采用的是基于直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術的架構。如圖1所示，采用DDS技術的信號發(fā)生器I包括控制單元101、波形生成單元102和數(shù)模轉換單元103。其中，控制單元101用于將用戶輸入的各種波形參數(shù)轉換成波形生成單元能夠識別的波形參數(shù)，發(fā)送給波形生成單元102 ;波形生成單元102用于根據(jù)控制單元101產(chǎn)生的波形參數(shù)，生成數(shù)字波形；數(shù)模轉換模塊103用于將波形生成單元102生成的數(shù)字波形轉換為模擬波形后，并對模擬波形進行濾波、整形等調整后，輸出最終的模擬波形信號。
[0004]用戶在編輯波形時，通過前面板的鍵盤或顯示屏幕上的虛擬菜單來修改波形的頻率、相位、幅度或者波形形狀等波形參數(shù)，控制單元101中將接收到的波形參數(shù)轉換為波形生成單元102可識別的波形參數(shù)，波形生成單元102根據(jù)波形參數(shù)生成數(shù)字波形。
[0005]但是，在一些需要不斷變化波形參數(shù)的場合，用戶需要每隔一段時間就操作一次信號發(fā)生器的前面板來修改波形參數(shù)，這種方法的缺點是:1、頻繁進行人工操作，浪費人力；2、人工操作設備，增加了出錯的概率；3、人工計時，每次修改參數(shù)的時機不是嚴格對齊的；4、每次都通過控制單元101下發(fā)新的控制參數(shù)給波形生成單元102，參數(shù)無法捷變，影響波形生成效率。
[0006]為了解決上述問題，可以利用信號發(fā)生器具備的遠程接口功能，編寫上位機控制軟件，用編程的方式實現(xiàn)自動修改信號發(fā)生器的波形參數(shù)，以滿足測量要求。這在一定程度上確實節(jié)省了人力，并且由于采用了程序計時，時間準確度上比人工計時要更加準確。但是該方法也存在以下問題:1、要求信號發(fā)生器必須具備遠程接口，否則上位機程序無法控制；2、需要熟悉信號發(fā)生器的編程指令和上位機程序開發(fā)技巧，增加了使用難度。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術中缺乏一種可以簡單、快速、準確的產(chǎn)生多個波形參數(shù)的信號發(fā)生器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種可以簡單、快速、準確的產(chǎn)生多個波形參數(shù)的波形參數(shù)生成裝置及具有該裝置的信號發(fā)生器。
[0009]本發(fā)明提供了一種波形參數(shù)生成裝置，用于信號發(fā)生器，包括以下模塊:編輯模塊，用于編輯N(N> I)組波形參數(shù)和N個間隔時間，顯示模塊，用于將N組波形參數(shù)顯示在所述的信號發(fā)生器的顯示屏幕上，計數(shù)模塊，用于依序對N個間隔時間進行計數(shù)，當計數(shù)值達到第M(1《M《N)個間隔時間時，生成第M個切換信號，輸出模塊，用于根據(jù)第M個切換信號，輸出第M組波形參數(shù)。
[0010]在本發(fā)明所述的波形參數(shù)生成裝置中，還可以包括驗證模塊，用于在所述的編輯模塊編輯完N組波形參數(shù)后，對波形參數(shù)進行驗證，并根據(jù)驗證結果，輸出驗證提示信息。
[0011]在本發(fā)明所述的波形參數(shù)生成裝置中，所述的參數(shù)驗證包括驗證每個波形參數(shù)是否符合該參數(shù)的上下限，以及同組波形參數(shù)是否滿足耦合關系。
[0012]在本發(fā)明所述的波形參數(shù)生成裝置中，還可以包括參數(shù)下發(fā)模塊，用于在所述的顯示模快將N組參數(shù)顯示在顯示屏幕上后，根據(jù)外部的輸入設置，產(chǎn)生一參數(shù)下發(fā)信息；輸出模塊，用于根據(jù)所述的參數(shù)下發(fā)信息，輸出波形參數(shù)。
[0013]在本發(fā)明所述的波形參數(shù)生成裝置中，所述的N個間隔時間可以大小相等或者不坐寸ο
[0014]在本發(fā)明所述的波形參數(shù)生成裝置中，所述的波形參數(shù)可以包括頻率、相位、幅度和/或波形形狀。
[0015]在本發(fā)明所述的波形參數(shù)生成裝置中，顯示模塊還可以用于將N組波形參數(shù)以表格的形式顯示在顯示屏幕上。
[0016]本發(fā)明還提供了一種具有上述波形參數(shù)生成裝置的信號發(fā)生器，還包括波形生成單元，用于根據(jù)輸出模塊輸出的N組波形參數(shù)，依序產(chǎn)生N組數(shù)字波形，數(shù)模轉換單元，用于將所述的數(shù)字波形轉換成模擬波形后輸出。
[0017]在本發(fā)明所述的信號發(fā)生器中，所述的波形生成單元可以由FPGA器件構成。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的信號發(fā)生器具有以下特點:
[0019]1、可以通過鍵盤或者虛擬菜單同時實現(xiàn)多組波形參數(shù)的編輯，并且通過設置間隔時間，準確地控制多組波形參數(shù)的輸出，進而準確地控制多個波形的準確輸出和持續(xù)時間；
[0020]2、對用戶輸入的波形參數(shù)進行驗證，并且在驗證不通過的時候，給出提示信息；
[0021]3、設置專門的參數(shù)下發(fā)按鍵，按下該按鍵才進行波形參數(shù)的下發(fā)，可以控制參數(shù)下發(fā)的時機，避免了誤下發(fā)的情況；
[0022]4、通過設置間隔時間控制每組波形的持續(xù)輸出時間，并且間隔時間可以隨意設置，滿足了多種應用需求，更加靈活。
【附圖說明】
[0023]圖1是現(xiàn)有技術中信號發(fā)生器I的結構示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明實施例中信號發(fā)生器2的結構示意圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實施例中波形參數(shù)生成裝置204的結構示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明波形參數(shù)生成裝置204進一步的結構示意圖。
[0027]圖5是本發(fā)明波形參數(shù)生成裝置204進一步的結構示意圖。
[0028]圖6是本發(fā)明波形參數(shù)生成裝置204的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖介紹本發(fā)明的較佳實施例。
[0030]圖2是本實施例中信號發(fā)生器2的結構示意圖。信號發(fā)生器2包括控制單元201、波形生成單元202和數(shù)模轉換單元203，控制單元201包括波形參數(shù)生成裝置204。
[0031]在本實施例中，控制單元201中的波形參數(shù)生成裝置204根據(jù)外部的輸入設置，生成波形參數(shù)；波形生成單元202根據(jù)波形參數(shù)生成裝置204輸出的波形參數(shù)，產(chǎn)生數(shù)字波形，數(shù)模轉換單元203將波形生成單元202產(chǎn)生的數(shù)字波形轉換成模擬波形后輸出給外部的測量設備。
[0032]作為另外的舉例說明，控制單元301還包括用于系統(tǒng)控制的處理單元、用于輔助處理單元工作的存儲單元、用于連接上位機或者網(wǎng)絡的LAN、GPIB、USB等的接口單元、用于為信號發(fā)生器內(nèi)部各單元提供工作時鐘的時鐘單元和用于采集外部信號的采集單元等。
[0033]作為舉例說明，控制單元201可以由DSP或MCU等處理器構成。
[0034]在本實施例中，波形生成單元202包含一個載波DDS模塊、一個調制模塊、一個掃頻模塊、一個猝發(fā)模塊。其中載波DDS模塊實現(xiàn)載波的輸出；調制模塊對載波輸出進行各種調制，實現(xiàn)調制信號的輸出；掃頻模塊對載波輸出的頻率進行掃描，實現(xiàn)掃頻信號輸出；猝發(fā)模塊實現(xiàn)猝發(fā)載波輸出。
[0035]載波DDS模塊是一個米用DDS技術實現(xiàn)的載波波形發(fā)生器,其核心是一個DDS模塊，該模塊包含一個頻率控制字累加器、一個相位控制字累加器和一個波表ROM。其中頻率控制字決定了輸出的載波頻率，相位控制字決定了輸出的載波的初始相位，波表ROM為量化了的載波幅度值，決定了載波的形狀。
[0036]在本實施例中，波形生成單元202由FPGA器件構成。
[0037]作為另外的舉例說明，波形生成單元202也可以由CPLD等其他可編程邏輯器件構成。
[0038]在本實施例中，數(shù)模轉換單元203包括D/A轉換器和波形調整電路，D/A轉換器用于將波形生成單元202生成的數(shù)字波形轉換成模擬波形，波形調整電路用于將模擬波形進行濾波、整形等調整后輸出最終的模擬波形。
[0039]參考圖3，是本實施例中波形參數(shù)生成裝置204的結構示意圖，波形參數(shù)生成裝置204包括:
[0040]編輯模塊2041，用于編輯N(N > I)組波形參數(shù)和N個間隔時間。這里一組波形參數(shù)是指與一個波形相關的波形參數(shù)，例如包括一個波形的頻率、相位、幅度和波形形狀等。用戶在需要多次修改波形參數(shù)時，通過信號發(fā)生器2面板上的輸入鍵盤或者顯示屏幕上的虛擬菜單輸入多組波形參數(shù)，編輯模塊2041根據(jù)用戶的輸入，將每一組波形參數(shù)分別存到一個存儲單元。這里間隔時間是指從輸出一組波形參數(shù)到輸出下一組波形參數(shù)的間隔時間，也是當前這組波形參數(shù)輸出的持續(xù)時間。N組波形參數(shù)與N個間隔時間是一一對應的，假設第一個間隔時間為5s，那么第一組波形參數(shù)持續(xù)輸出5s，當達到5s時，開始輸出第二組波形參數(shù)。同樣，用戶通過信號發(fā)生器2面板上的輸入鍵盤或者顯示屏幕上的虛擬菜單輸入多個間隔時間，編輯模塊2041根據(jù)用戶的設置，將每一個間隔時間分別存到一個存儲單元。
[0041]顯示模塊2042，用于將N組波形參數(shù)顯示在信號發(fā)生器2的顯示屏幕上。顯示模塊2042將編輯模塊2041接收到的N組波形參數(shù)按照一定的順序顯示在顯示屏幕上，方便用戶查看已經(jīng)編輯好的波形參數(shù)。
[0042]計數(shù)模塊2043，用于依序對N個間隔時間進行計數(shù)，當計數(shù)值達到第M(1《M《N)個間隔時間時，生成第M個切換信號。假設N= 3，3個間隔時間分別為ls，2s和3s。計數(shù)模塊2043按順序對3個間隔時間依次進行計數(shù)，當計數(shù)器計數(shù)到Is時，產(chǎn)生與第一組波形參數(shù)對應的第一個切換信號，當計數(shù)器計數(shù)到2s時，產(chǎn)生與第二組波形參數(shù)對應的第二個切換信號，當計數(shù)器計數(shù)到3s時，產(chǎn)生與第三組波形參