[發明專利]一種復雜的波形序列發生器

有效

• 申請號: 201210265942.3
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102788891A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 劉科;田書林;郭廣坤;肖寅東;黃建國;王厚軍;吳斌
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種復雜的波形序列發生器，包括波形查找表、數模轉換器、低通濾波器以及波形序列模塊，波形序列各波形段的波形數據依次存入波形查找表中，波形序列模塊根據所定義的序列參數，在時鐘信號的同步下產生波形地址信息，對波形查找表進行尋址操作，讀出相應的波形數據，輸出到數模轉換器中進行模數轉換，轉換輸出的模擬信號送入低通濾波器中進行低通濾波，得到需要的復雜的波形序列；

其特征在于，所述的波形序列模塊包括：

一序列參數存儲模塊，由存儲器組成，用于存儲波形地址生成所需要的參數，包括序列波形段個數存儲器、波形段長度存儲器、波形段重復次數存儲器、波形段基地址存儲器、大循環起始段存儲器、大循環波形段個數存儲器、大循環重復次數存儲器；

所述的復雜的波形序列包括t個波形段，分別為波形段0，…，波形段k₀，…，波形段k₀+i₀，…，波形段k_s-1，…，波形段k_s-1+i_s-1，…，波形段t-1，其中有s個大循環波形序列段；

所述的序列參數包括：

序列波形段個數t，存入序列波形段個數存儲器中；

各波形段所包含的數據點數n₀，…，…，…，…，…，n_t-1，分別存入波形段長度存儲器的0、1、…、t-1地址；

各波形段的重復次數m₀，…，…，…，…，…，m_t-1，分別存入波形段重復次數存儲器的0、1、…、t-1地址；

各波形段的起始地址l₀，…，…，…，…，…，l_t-1，分別存入波形段基地址存儲器的0、1、…、t-1地址；

各大循環起始波形段的序號k₀，…，k_s-1分別存入大循環起始段存儲器的0、1、…、s-1地址；

各大循環所包含的波形段個數i₀，…，i_s-1分別存入大循環波形段個數存儲器的0、1、…、s-1地址；

各大循環的重復次數為j₀，…，j_s-1分別存入大循環重復次數存儲器的0、1、…、s-1地址；

一序列地址發生模塊，序列地址發生模塊讀取序列參數存儲模塊中的序列參數，在時鐘信號的同步下，產生相應的波形地址，包括波形段地址發生器、大循環地址累加器、波形長度計數器、波形段重復次數計數器、大循環波形段個數計數器、大循環重復次數計數器、序列復位模塊；

波形段k，0≤k≤t-1的生成過程是：波形段地址發生器輸出的波形段地址k，將存儲在波形段長度存儲器、波形段重復次數存儲器和波形段基地址存儲器中地址k的數據讀出，分別是n_k、m_k和l_k；

采樣時鐘每到來一次，波形長度計數器計數值作為偏移地址與波形段k的基地址l_k相加產生地址信息，尋址波形查找表，輸出波形地址信息，同時，波形長度計數器計數值就累加1，當波形長度計數器的累加值等于n_k的同時產生脈沖信號F_data，并且在下一個采樣時鐘到來時，波形長度計數器清零，脈沖信號F_data使波形段重復次數計數器累加1，當波形段重復次數等于m_k時，在采樣時鐘到來且脈沖信號F_data有效時，重復次數計數器產生脈沖信號F_seg，標志著波形段k的重復次數m_k已完成，即波形段k生成完成，波形段實際長度為n_k+1，共循環m_k+1次；

（1）、波形序列模塊上電，在外部復位信號控制下，將波形段地址發生器的波形段地址k復位為0，大循環地址累加器的大循環地址r復位為0；將波形長度計數器、波形段重復次數計數器、大循環波形段個數計數器、大循環重復次數計數器的值復位為0；

根據大循環地址累加器輸出的大循環地址r，此時r＝0，將存儲大循環起始段存儲器、大循環波形段個數存儲器、大循環重復次數存儲器中0大循環地址的數據讀出，分別是k₀、i₀和j₀；

讀取序列波形段個數存儲器中序列波形段個數t；

（2）、在采樣時鐘控制下，根據波形段地址發生器輸出的波形段地址k，此時k＝0，生成波形段k即波形段0；

在采樣時鐘到來且脈沖信號F_seg有效時，當前波形段k與大循環起始波形段序號k₀相比較：

如果當前波形段k小于k₀-1，說明大循環還未使能，則波形段地址發生器的波形段地址k累加至1，在采樣時鐘控制下，根據波形段地址發生器輸出的波形段地址k，k=1，生成波形段k即波形段1；然后，波形段地址發生器的波形段地址k累加至2，在采樣時鐘控制下，根據波形段地址發生器輸出的波形段地址k，k＝2，生成波形段k即波形段2，依次類推，直到當前波形段k等于k₀-1，說明下一波形段將進入大循環，則波形段地址發生器的波形段地址k以“基地址即大循環起始波形段的序號k₀+偏移地址即大循環波形段計數器的計數值”的方式更新，更新后在采樣時鐘控制下，根據波形段地址發生器輸出的波形段地址k，依次生成波形段k，即生成波形段k₀、波形段k₀+1，直到波形序列生成至波形段k₀+i₀時，大循環波形段計數器的計數值等于當前大循環0的波形段個數i₀，在采樣時鐘到來且脈沖信號F_seg有效時，大循環波形段計數器清零，同時產生脈沖信號F_seq，使大循環重復次數計數器累加1，大循環起始波形段不變，仍為k₀，此時完成一次大循環波形段的生成，開始新的一次大循環重復；當大循環重復次數等于j₀時，則在采樣時鐘到來時若脈沖信號F_seg和F_seq均有效，即當前大循環0的最后一個波形段k₀+i₀生成完成時，大循環重復次數計數器產生脈沖信號F_end，表示當前大循環重復完成，實際當前大循環由i₀+1個波形段構成，共循環j₀+1次，大循環重復次數計數器清零，并使大循環地址累加器的大循環地址r累加至1，將存儲在大循環波形段個數存儲器、大循環重復次數存儲器和大循環起始段存儲器中1大循環地址的數據同時讀出，分別是i₁、j₁和k₁；波形段地址發生器輸出的波形段地址k則重新開始以1累加，將存儲在波形段長度存儲器、波形段重復次數存儲器和波形段基地址存儲器中k₀+i₀+1地址的數據同時讀出，開始波形段k₀+i₀+1的生成，直到波形序列生成至波形段k₁時重新使能大循環，依次類推，當波形序列生成至波形段t-1時，即波形段地址發生器輸出的波形段地址k＝t-1，在采樣時鐘到來且脈沖信號F_seg有效時，產生波形序列合成結束信號F_{wave_end}，若波形段t-1=k_s-1+i_s-1，則脈沖信號F_seg、脈沖信號F_end同時有效時，產生波形序列合成結束信號F_{wave_end}；

序列復位模塊在波形序列合成結束信號F_{wave_end}有效時，產生復位信號，將波形段地址發生器的波形段地址k復位為0，大循環地址累加器的大循環地址r復位為0；將波形長度計數器、波形段重復次數計數器、大循環波形段個數計數器、大循環重復次數計數器的值復位為0復位，開始重新生成整個波形序列。

2.根據權利要求1所述的波形序列發生器，其特征在于，所述的序列參數存儲模塊還包括序列控制參數存儲器、事件跳轉索引段存儲器、大循環事件跳轉地址存儲器、大循環事件跳轉起始段存儲器以及大循環事件跳轉波形段個數存儲器；

序列控制參數存儲器，用于存儲序列中每一個波形段的序列控制參數p_k（0≤k≤t-1），擴展實現序列波形段的等待觸發、無限重復和事件跳轉功能；p_k的數據位寬為3位，分別為等待觸發使能位、無限重復使能位和事件跳轉使能位，序列各波形段均可獨立設置任意位使能；

序列地址發生模塊還包括等待觸發功能模塊、事件跳轉使能模塊；

等待觸發未使能時，波形長度計數使能信號保持有效，波形長度計數器正常計數，當前波形段緊接上一波形段生成；等待觸發使能時，波形長度計數使能信號在當前波形段起始時無效，在采樣時鐘到來時，等待觸發功能模塊判斷觸發脈沖信號是否有效。若觸發脈沖信號首次有效，說明首個觸發信號到來，則置波形長度計數使能信號有效并保持至脈沖信號F_seg產生，即波形長度計數器可正常計數至當前波形段生成結束；若觸發脈沖信號始終無效，說明無觸發信號到來，則波形長度計數使能信號無效，即波形長度計數器未使能，當前波形段將保持起始狀態等待生成。波形段輸出過程中新的觸發脈沖信號無效；

無限重復未使能時，波形段地址發生器中的波形段地址正常更新。無限重復使能時，在采樣時鐘到來且脈沖信號F_seg有效時，令波形段地址保持不變，始終尋址得到當前波形段所包含的數據點數、重復次數和起始地址，從而使當前波形段無限重復；

事件跳轉索引段存儲器存儲序列中每一個波形段在事件跳轉時將跳轉到的波形段的序號d_k（0≤k≤t-1）；大循環事件跳轉地址存儲器存儲序列中每一個波形段事件跳轉后，對應的大循環地址e_k（0≤k≤t-1）；大循環事件跳轉起始段存儲器存儲序列中每一個波形段事件跳轉后，對應大循環起始波形段的序號f_k（0≤k≤t-1）；大循環事件跳轉波形段個數存儲器存儲序列中每一個波形段事件跳轉后，對應大循環所包含的波形段個數g_k（0≤k≤t-1）。

事件跳轉使能時，事件跳轉使能模塊中的事件跳轉就緒信號在當前波形段起始時無效。在采樣時鐘到來時，該模塊判斷事件脈沖信號是否有效，若事件脈沖信號有效且同時波形長度計數使能，說明在當前波形段生成過程中有事件信號產生，則置事件跳轉就緒信號有效并保持至脈沖信號F_seg產生，即事件跳轉就緒信號保持到當前波形段生成結束。因此可在當前波形段生成結束時進行判斷，若事件跳轉就緒信號有效，則執行跳轉，當前波形段地址更新為事件跳轉索引段存儲器讀出的值d_k，當前大循環地址更新為大循環事件跳轉地址存儲器讀出的值e_k，當前大循環起始波形段的序號更新為大循環事件跳轉起始段存儲器讀出的值f_k，當前大循環所包含的波形段個數更新為大循環事件跳轉波形段個數存儲器讀出的值g_k，開始波形段d_k的生成；若事件跳轉就緒信號無效，說明無事件信號產生，不執行跳轉，正常生成后續波形段。