[發明專利]一種波形發生及回采系統

在審

• 申請號: 201911309774.1
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111007770A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 張自圃;邵雨新;陳航;吳昌昊;盧崢;李坤賀;陳剛;周凱;李宸極;陳羲聰
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備集團自動化研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 史麗紅

本發明公開了一種波形發生及回采系統，包括FPGA芯片、門電路、模擬開關及AD芯片，接收到上位機的控制命令后，微處理器能夠通過SPI接口將每組信號中的碼制波形和時鐘波形參數寫入FPGA芯片中，FPGA芯片通過對晶振時鐘計數直接產生碼制波形和時鐘波形；輸出的碼制波形和時鐘波形的信號連接到板間連接器J1上，且AD芯片通過兩片并聯的模擬開關對輸出的碼制波形和時鐘波形進行采集；FPGA芯片通過SPI接口讀取AD芯片轉換的數據，上傳數據至上位機。本發明的波形發生及回采系統，能夠產生碼制波形以及相匹配的時鐘波形，可根據時鐘波形直觀的判斷碼制信號的碼值，同時能夠將產生的碼制波形和時鐘波形通過AD采集并回傳給上位機，在PC機端直觀的反饋出波形。

技術領域

本發明涉及波形發生系統，具體涉及一種波形發生及回采系統。

背景技術

波形發生器是一種常被用于電子線路分析與設計的信號源，是科學研究、教學實驗和生產實踐中不可或缺的一種實驗設備。但是在實際的測試環境和領域內,除了要用到一些常規的信號波形(例如：正弦波、三角波、矩形波)外,有些時候還要用到一些不規則的信號波形，例如模擬電路中各種各樣的瞬變波形、電子設備中出現的各種擾雜波等。在普通的波形發生器無法勝任的場合要求下,就需要用到任意波形發生器。任意波形發生器在電路實驗教學和設備檢測中具有十分廣泛的用途，可以為不同應用領域提供各種標準信號和非標準函數信號，尤其在變頻電源、通信、電子對抗、檢測儀表等裝備的研制和生產中，都是必不可少的波形信號發生設備。

但是現有的任意波形發系統沒有波形的回采回放功能，而且在產生波形時，沒有相匹配的時鐘波形，不能直觀的根據波形判斷波形的碼值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有的任意波形發系統沒有波形的回采回放功能，而且在產生波形時，沒有相匹配的時鐘波形，不能直觀的根據波形判斷波形的碼值，目的在于提供一種波形發生及回采系統，能夠產生碼制波形以及相匹配的時鐘波形，可根據時鐘波形直觀的判斷碼制信號的碼值，同時能夠將產生的碼制波形和時鐘波形通過AD采集并回傳給上位機，在PC機端直觀的反饋出波形。

本發明通過下述技術方案實現：

一種波形發生及回采系統，包括FPGA芯片、門電路、模擬開關及AD芯片，接收到上位機的控制命令后，微處理器能夠通過SPI接口將每組信號中的碼制波形和時鐘波形的周期、長度、碼制波形的碼制及碼制波形和時鐘波形之間相位等參數寫入FPGA芯片中，FPGA芯片通過對晶振時鐘計數直接產生碼制波形和時鐘波形；輸出的碼制波形和時鐘波形的信號連接到板間連接器J1上，且AD芯片通過兩片并聯的模擬開關對輸出的碼制波形和時鐘波形進行采集；FPGA芯片通過SPI接口讀取AD芯片轉換的數據，經過FIFO緩存后，通過SPI總線轉發至微處理器上傳數據至上位機。

本發明的波形發生及回采系統，能夠產生碼制波形以及相匹配的時鐘波形，可根據時鐘波形直觀的判斷碼制信號的碼值，同時能夠將產生的碼制波形和時鐘波形通過AD采集并回傳給上位機，在PC機端直觀的反饋出波形。

本發明的波形發生及回采系統具體操作如下：

(1)產生波形：波形發生及回采系統接收到上位機的控制命令后，由微處理器通過SPI接口將參數寫入FPGA芯片中。碼制波形和時鐘波形由FPGA芯片通過對晶振時鐘計數直接產生。其中，碼制波形的參數配置由專用的配置軟件進行配置，能夠記憶本次配置參數。主控軟件僅實現碼制的相關設置和輸入輸出控制。波形發生卡提供12組波形輸出(時鐘信號和碼制波形)每組波形信號中的時鐘波形占空比均為50％，每組信號中的碼制波形和時鐘波形的周期、長度、碼制波形的碼制及碼制波形和時鐘波形之間相位等參數由微處理器寫入FPGA芯片中，由FPGA控制碼制和時鐘的輸出。碼值波形和時鐘波形的關聯特征圖如圖2所示，其中，時鐘波形中的一個時鐘周期與每位碼制波形中的每個碼值的寬度相同，可根據時鐘上升沿判斷碼制信號的碼值。波形發生產生的12組碼制波形和時鐘信號連接到板間連接器J1上和模擬開關端。