[發明專利]低資源消耗多路波形發生器及其實現方法

有效

• 申請號: 201110381931.7
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102520217A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王佳佳;龔立東;顧興旺;杜亞珍;孫高建;李樹忠;孫甲琦
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：包括系統上電復位模塊、時鐘模塊、DDS發生陣列、波形數據尋址模塊、多波形ROM存儲器、波形類型選擇模塊、波形轉換模塊、配置與控制模塊和DA控制模塊，其中：

配置與控制模塊：接收外部輸入的配置信息，將配置信息分別配置給DDS發生陣列、波形數據尋址模塊、多波形ROM存儲器、波形類型選擇模塊和波形轉換模塊，所述配置信息包括波形類型、路數選擇、信號相位初始值、信號增益和信號偏移；

DDS發生陣列：根據從配置與控制模塊接收到的配置信息中的路數選擇、信號相位初始值，對外部輸入的各路信號的相位值分別進行累加，在每路信號的相位累加溢出時，產生該路信號的DDS脈沖信號，之后繼續每路信號的相位累加，當相位累加溢出時，再次產生該路信號的DDS脈沖信號，依次類推，不斷產生每路信號的DDS脈沖信號，并將所述DDS脈沖信號實時輸出給波形數據尋址模塊；

波形數據尋址模塊：根據配置與控制模塊輸入的波形類型信息和從DDS發生陣列接收到的DDS脈沖信號，對DDS脈沖信號進行累加尋址，得到所有類型波形數據的地址信息，將所述地指信息輸出給多波形ROM存儲器；

多波形ROM存儲器：根據從波形數據尋址模塊接收到的波形數據的地址信息，將所有類型波形數據輸出給波形類型選擇模塊；

波形類型選擇模塊：根據配置與控制模塊輸入的路數選擇信息和波形類型信息，從多波形ROM存儲器輸入的所有類型的波形數據中選擇指定類型的波形數據，并將指定類型的波形數據輸出給波形轉換模塊；

波形轉換模塊：根據配置與控制模塊輸入的信號增益信息和信號偏移信息，對波形類型選擇模塊輸入的指定類型的波形數據進行幅度和偏移變換操作，得到指定幅度和偏移的波形數據，并輸出給DA控制模塊；

DA控制模塊：根據配置與控制模塊輸入的路數選擇信息，將波形轉換模塊輸入的波形數據送入指定路的DA中，將波形數據由數字信號轉換為模擬信號，最終得到設定類型、設定頻率、設定幅度和偏移的波形信號；

系統上電復位模塊：上電時將多路波形發生器的各個模塊復位到初始狀態；

時鐘模塊：將輸入時鐘轉換為全局時鐘，并輸入給多路波形發生器的各個模塊。

2.根據權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：所述配置與控制模塊接收的配置信息的波形類型，是由4位二進制數表示所要設定的波形類型，用于對多波形ROM存儲器尋址時，輸出指定類型的波形數據，最多可設置16種波形類型。

3.根據權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：所述配置與控制模塊接收的配置信息的路數選擇，由9位二進制表示所有路波形信號，用于區分各路波形信號，最大可支持到320路波形發生。

4.根據權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：所述配置與控制模塊的配置輸入信息的各路DDS相位初始值為32位的信號初始相位，從而使各路最終輸出的波形信號具有各自獨立的初始相位。

5.根據權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：所述配置與控制模塊的配置輸入信息的增益值和偏移值，均為16位數值，用于和標準波形數據進行乘法和加法運算，從而得到所需的波形幅度和偏移量。

6.根據權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：所述DDS發生陣列是由8行、8列的32位相位累加器陣列復用組成，所有陣列復用DDS相位累加器獨立工作，使每路的波形信號獨立輸出。

7.根據權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：所述多波形ROM存儲器中分區存放有正弦波、三角波、鋸齒波、階梯波和方波的標準波形數據，同時多波形ROM存儲器內還保留有可擴展的接口，當需要其它類型波形時，只需通過擴展接口存入該類型的波形數據即可。

8.根據權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器，其特征在于：所述波形轉換模塊由24位乘以24位的乘累加器實現，滿足16位的波形數據與16位的增益值和偏移值進行乘法和加法運算，在波形轉換模塊中，標準波形數據首先與增益值相乘，再與偏移值相加，輸出的48位數據即為所需的波形數據。

9.權利要求1所述的低資源消耗多路波形發生器的實現方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)上電時，系統上電復位模塊首先將多路波形發生器的各個模塊復位到初始狀態，同時時鐘模塊將輸入時鐘轉換為全局時鐘，并輸入給多路波形發生器的各個模塊；

(2)配置與控制模塊接收外部輸入的配置信息，將配置信息分別配置給DDS發生陣列、波形數據尋址模塊、多波形ROM存儲器、波形類型選擇模塊和波形轉換模塊，所述配置信息包括波形類型、路數選擇、信號相位初始值、信號增益和信號偏移；

(3)DDS發生陣列根據從配置與控制模塊接收到的配置信息中的路數選擇、信號相位初始值，對外部輸入的各路信號的相位值分別進行累加，在每路信號的相位累加溢出時，產生該路信號的DDS脈沖信號，之后繼續每路信號的相位累加，當相位累加溢出時，再次產生該路信號的DDS脈沖信號，依次類推，不斷產生每路信號的DDS脈沖信號，并將所述DDS脈沖信號實時輸出給波形數據尋址模塊；

(4)波形數據尋址模塊根據配置與控制模塊輸入的波形類型信息和從DDS發生陣列接收到的DDS脈沖信號，對DDS脈沖信號進行累加尋址，得到所有類型波形數據的地址信息，將所述地指信息輸出給多波形ROM存儲器；

(5)多波形ROM存儲器根據從波形數據尋址模塊接收到的波形數據的地址信息，將所有類型波形數據輸出給波形類型選擇模塊；

(6)波形類型選擇模塊根據配置與控制模塊輸入的路數選擇信息和波形類型信息，從多波形ROM存儲器輸入的所有類型的波形數據中選擇指定類型的波形數據，并將指定類型的波形數據輸出給波形轉換模塊；

(7)波形轉換模塊根據配置與控制模塊輸入的信號增益信息和信號偏移信息，對波形類型選擇模塊輸入的指定類型的波形數據進行幅度和偏移變換操作，得到指定幅度和偏移的波形數據，并輸出給DA控制模塊；

(8)DA控制模塊根據配置與控制模塊輸入的路數選擇信息，將波形轉換模塊輸入的波形數據送入指定路的DA中，將波形數據由數字信號轉換為模擬信號，最終得到設定類型、設定頻率、設定幅度和偏移的波形信號。