[實用新型]一種基于FPGA的任意波形電流信號源

有效

• 申請號: 201821672717.0
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN209486151U
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 張云;劉博
• 申請（專利權）人: 北京數采精儀科技有限公司
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 孫進華;吳林

本實用新型實施例公開了一種基于FPGA的任意波形電流信號源。該電流信號源包括控制裝置、FPGA、存儲器、緩沖器、DAC電路和模擬通道電路，所述控制裝置與所述FPGA控制信號連接，所述FPGA與所述存儲器、緩沖器、DAC電路和模擬通道電路控制信號連接，所述FPGA與所述緩沖器數據信號連接，所述緩沖器與所述存儲器和所述DAC電路數據信號連接，所述存儲器與所述DAC電路數據信號連接，所述DAC電路與所述模擬通道電路模擬信號連接；所述DAC電路用于將波形數字信號轉化為模擬電流信號；所述模擬通道電路用于將所述DAC電路輸出的模擬電流信號的幅度放大至用戶指定幅度，并濾波。該電流信號源可實現任意波形的電流信號，而且波形可以隨時切換。

技術領域

本實用新型涉及電子測量技術領域，具體涉及一種基于現場可編程門陣列(Field-Programable Gate Array，簡稱FPGA)的任意波形電流信號源。

背景技術

在航空航天、通訊、自動化控制、電子精密儀器以及基礎物理等前沿科研領域，常需要采用已知信號作為激勵源。已有的最常見的信號源是任意波形發生器和恒流源。其中，任意波形發生器除了可以產生常見的標準波形信號之外，還可以根據用戶需要產生各種函數波形信號以及產生用戶自定義的任意波形信號。現有的任意波形發生器是以電壓的形式輸出信號，即在相同設置下，儀器接不同的負載時，電流不同而電壓不變。

然而，在實際應用中，往往需要電流型信號源，即要求信號源的輸出的電流波形在測量過程中保持不變，如可調諧激光器。目前的任意波形發生器無法滿足電流輸出的要求。雖然恒流源能夠滿足電流輸出的要求，但恒流源只能輸出恒定的電流或者在幾個不同恒流之間切換，無法實現任意波形的功能。

因此，市場上迫切需要一種既能產生任意波形，又可實現電流輸出的信號源。

實用新型內容

本實用新型實施例的目的在于提供一種基于FPGA的任意波形電流信號源，用以解決現有信號源無法輸出任意波形的電流信號的問題。

為實現上述目的，本實用新型實施例提供一種基于FPGA的任意波形電流信號源，所述電流信號源包括控制裝置、FPGA、存儲器、緩沖器、 DAC電路和模擬通道電路，所述控制裝置與所述FPGA控制信號連接，所述FPGA與所述存儲器、緩沖器、DAC電路和模擬通道電路控制信號連接，所述FPGA與所述緩沖器數據信號連接，所述緩沖器與所述存儲器和所述DAC電路數據信號連接，所述存儲器與所述DAC電路數據信號連接，所述DAC電路與所述模擬通道電路連接；其中，

所述控制裝置用于獲得用戶輸入指令，將其轉化為控制命令傳達給 FPGA；

所述FPGA用于執行所述控制命令，當執行的控制命令為產生周期信號時，所述FPGA將周期信號中一個周期的波形數據存儲在所述存儲器中，并根據周期信號的頻率和波形控制所述DAC電路，同時根據用戶指定的幅度控制所述模擬通道電路；當執行的控制命令為產生非周期信號時，所述FPGA控制所述DAC電路直接執行控制命令；

所述緩沖器用于將所述波形數據存儲在所述存儲器中；

所述DAC電路用于將波形數據轉化為模擬電流信號；

所述模擬通道電路用于將所述DAC電路輸出的模擬電流信號的幅度放大至用戶指定幅度。

其中，所述控制裝置包括輸入單元和ARM處理器，所述輸入單元與所述ARM處理器控制信號連接；其中，

所述輸入單元用于輸入用戶指令；

所述ARM處理器用于將所述用戶指令轉化為控制命令，并傳達給 FPGA。

其中，所述輸入單元為人機界面和/或上位機。

其中，所述FPGA根據周期信號的頻率和波形執行直接數字頻率合成算法，并以頻率控制字對所述存儲器循環查表讀數，以輸出到所述DAC 電路和模擬通道電路。