[發明專利]具有脈沖信號產生功能的信號發生器和脈沖信號產生方法

有效

• 申請號: 200910243149.1
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN102109875A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 王悅;王鐵軍;李維森
• 申請（專利權）人: 北京普源精電科技有限公司
• 主分類號: G06F1/02
• 分類號: G06F1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種信號發生器，特別涉及一種可以較精確控制產生脈沖信號脈寬的的直接數字頻率合成(DDS，Direct?Digital?Frequency?Synthesis)信號發生器。

背景技術

信號發生器作為常見的激勵源，已經被廣泛的應用到科學研究以及工業工程領域。信號發生器的一個典型應用就是在實驗室中模擬各種信號，作為待測電路和系統的輸入激勵，為測試待測電路和系統的各種性能指標提供模擬環境。傳統意義上的信號發生器按其信號波形分為四大類：(1)正弦信號發生器：主要用于測量電路和系統的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等；(2)函數(波形)信號發生器：產生某些特定的周期性時間函數波形(正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波)信號，除可供通信、儀表和自動控制系統測試用外，還廣泛用于其他非電測量領域；(3)脈沖信號發生器：產生寬度、幅度和重復頻率可調的矩形脈沖的發生器，可用于測試線性系統的瞬態響應，或用作模擬信號來測試雷達、多路通信和其他脈沖數字系統的性能；(4)隨機信號發生器：可用于模擬實際工作條件中的噪聲，將產生的隨機信號引入待測系統，從而測定系統性能；可以給被測系統外加一個已知噪聲信號與系統內部噪聲比較以測定噪聲系數；還可以用隨機信號代替正弦或脈沖信號，以測定系統動態特性等。其中，脈沖信號發生器一般采用傳統的脈寬調制方法調整脈沖寬度。

中國發明專利申請公布說明書(公開號：CN101183824A、申請號：200710192911.9、發明名稱：用于脈沖寬度調制的方法和裝置)公開了一種占空比控制電路100，請參照圖1，其包括脈沖寬度調制電路110和振蕩器140，脈沖寬度調制電路110從振蕩器140接收定時信號U_OSC140，以產生脈沖寬度調制信號130，即圖1中的電壓V_PWM。定時信號U_OSC140可以是電壓也可以是電流，且是周期性的，其周期為T_OSC。定時信號U_OSC140在周期T_OSC的系數k為低值，在周期T_OSC的剩余系數為高值。脈沖寬度調制信號130在周期T_OSC的系數D為高值，這里D為占空比，脈沖寬度調制電路110還接收控制電流I_C120。控制電流I_C120調節占空比D。

請參照圖2，曲線200表示占空比D怎樣響應控制電流I_C而變化。占空比D在控制電流小于I_B時為最大值D_B，且在控制電流大于I_A時為最小值D_A。當控制電流為值I_x，其在I_A和I_B之間時，占空比值為D_x，其在D_A和D_B之間。在控制電流I_A和I_B之間，脈沖寬度調制器的增益為斜率-m。在圖2中，脈沖寬度調制器增益m具有倒數安培數的單位。

請一并參照圖3和圖4，占空比控制電路300為占空比控制電路100的具體實施例，其可以產生類似曲線200的響應。如圖所示，電路300接收控制電流I_C120。電流源305從控制電流I_C120中減去I_B。在電流反射鏡352的輸入端，晶體管310接收控制電流I_C120和來自于控制電流305的電流I_B之間的差。電流反射鏡352的晶體管310和315具有1∶M的各自比率的強度，以使得鏡像電流325為輸入電流與比例系數M的乘積。

振蕩器150提供控制開關S₁378的定時信號340。當定時信號340為低值時，開關S₁378閉合以用電流充電電容器C_D376，該電流為來自電流源345的電流I₁和通過整流器354的電流的電流之和。當來自電流源335的電流和鏡像電流325之間的差為正時，通過整流器354的電流為該差。當鏡像電流325大于來自電流源335的電流時，通過整流器354的電流為零。整流器354包括二極管。