一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法技术

本发明专利技术提出了一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，基于存放频响补偿数据的静态RAM、用于实时查找频响补偿数据的FPGA及辅助电路，包括以下步骤：仪器上电启动后，将全频段、全功率范围内的频响补偿数据下载到静态RAM中；当整机状态发生变化时，通过FPGA内部的比较程序，根据当前任意序列状态所对应的频率和预置功率，实时得出所对应的频响补偿数据的索引地址，并启动读取时序，将该地址对应的补偿数据送到相应的DAC接口电路中。本发明专利技术的频响补偿数据可实时产生，可满足宽带信号发生器快速状态切换、尤其是百纳秒量级的连续状态切换时对频响补偿控制的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试
，特别涉及一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法。
技术介绍
宽带信号发生器中，为取得较高的功率平坦度、基带带内频响和IQ调制准确度等指标，通常都需要进行宽频段的频响补偿。在传统的基于锁相合成体制的信号发生器中，频响补偿一般由整机控制软件根据频响补偿的校准数据、当前的载波频率、当前的载波功率等参数，计算出当前状态对应的频响补偿数据。对于要求切换速度较快的新型信号发生器而言，由于整机状态切换时间在毫秒级以下，甚至达到微秒或百纳秒量级，上述方法在这么短的时间内无法完成。在测试
，由于电路元器件的非线性、微波部件的宽带频率响应特性以及温漂等原因，宽带信号发生器在工作频段内通常会存在频响不一致的现象。随着工作频率跨度、功率范围等的不同，其频响通常存在几个dB的起伏，极端情况下，可能达到10dB以上。对于高精度的宽带信号发生器来说，其频响指标越高越好，理想的频响数据为零。但由于电路的稳定性、可重复性以及整机功能实现的经济性等因素，实际测试仪器的频响数据不可能做到无限小。根据整机工作频段不同，其频响指标经校准后，能够达到±0.3dB～±2dB以内，便可以满足大多数测试应用的需求。从经济性和实现的方便性上考虑，现有的频响补偿一般采用存储数据+软件生成的方式来产生当前状态对应的频响补偿数据。然后，再通过整机控制软件将该补偿数据送到补偿DAC中，在整机同步控制时序的控制下，完成当前状态的频响补偿。这种方案的总体原理框图如图1所示，频响补偿数据文件中存储的是校准过程中生成的与整机频率、功率相关的整机频响补偿数据；整机状态数据为当前整机输出信号频率和功率等的表征当前整机状态的数据集合；频响补偿控制软件为工作在宽带信号发生器主控制器上的应用程序，当宽带信号发生器整机状态发生变化时，该控制软件首先取出当前整机状态中的频率、功率等状态数据，根据该状态数据，计算出当前状态对应的补偿数据，然后将该数据通过IO通道设置到频响补偿DAC中；在整机控制时序的控制下，频响补偿DAC将当前补偿数据转换为补偿驱动电压控制信号；该控制信号驱动频响补偿电路，从而实现对当前状态频响误差的补偿和修正。现有的基于控制软件计算补偿数据的方法因为需要软件查找数据、软件计算数据、软件传输数据及数据补偿延迟等过程，导致整个过程速度比较慢，不适用对切换速度较快的新型信号发生器。
技术实现思路
为了解决现有的基于控制软件计算补偿数据的方法速度慢的问题，本专利技术提出了一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，通过使用该方法，不需要控制软件参与，直接通过对RAM数据的查找和插值计算出频响补偿数据，大幅提高仪器切换速度。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，基于存放频响补偿数据的静态RAM、用于实时查找频响补偿数据的FPGA及辅助电路，包括以下步骤：仪器上电启动后，将全频段、全功率范围内的频响补偿数据下载到静态RAM中；当整机状态发生变化时，通过FPGA内部的比较程序，根据当前任意序列状态所对应的频率和预置功率，实时得出所对应的频响补偿数据的索引地址，并启动读取时序，将该地址对应的补偿数据送到相应的DAC接口电路中。可选地，所述FPGA接收仪器的频率控制字和功率控制字，根据补偿存储数据中的频率分辨率和功率分辨率，对接收到的频率控制字和功率控制字进行向下截断；将截断后的频率控制字作为高位地址，截断后的功率控制字作为低位地址，然后再将该高位地址和地位地址进行组合，作为RAM的读取地址，从RAM中读取补偿数据记为C1；对地址加1，从RAM中读取补偿数据为C2；再将截断后频率控制字加1和功率控制字组合作为RAM读取地址，从RAM中读取数据记为C3；再对地址加1，从RAM中读取数据记为C4；再通过数据拟合过程生成对应频率和功率的补偿数据。可选地，所述数据拟合过程为：C12为截断后频率与功率控制的补偿数据，计算公式如下： C 12 = C 1 + C 2 - C 1 P 1 - P 0 * ( P - P 0 ) - - - ( 1 ) ]]>C34为截取频率加1与功率控制的补偿数据，计算公式如下： C 34 = C 3 + C 4 - C 3 P 1 - P 0 * ( P - P 0 ) - - - ( 2 ) ]]>C为对应频率控制字及功率控制字的补偿数据，计算公式如下： C = C 12 + C 34 - C 12 F 1 - F 0 * ( F - F 0 ) - - - ( 3 ) ]]>由于F1＝F0+1，P1＝P0+1，所以上式可以简化为：C＝C1+(C2-C1)*(P-Po)+(C3-C1)*(F-F0)+((C4+C1)-(C2+C3))*(F-F0)*(P-P0)                (4)P0为P截断后的数据，F0为F截断后的数据，P-P0为P截断后舍去的部分，F-F0为F截断后舍弃的数据。本专利技术的有益效果是：(1)频响补偿数据可实时产生，能够满足宽带信号发生器快速状态切换、尤其是百纳秒量级的连续状态切换时对频响补偿控制的需求；(2)应用到宽带信号发生器中，可大幅提高仪器状态高速切换时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，其特征在于，基于存放频响补偿数据的静态RAM、用于实时查找频响补偿数据的FPGA及辅助电路，包括以下步骤：仪器上电启动后，将全频段、全功率范围内的频响补偿数据下载到静态RAM中；当整机状态发生变化时，通过FPGA内部的比较程序，根据当前任意序列状态所对应的频率和预置功率，实时得出所对应的频响补偿数据的索引地址，并启动读取时序，将该地址对应的补偿数据送到相应的DAC接口电路中。

【技术特征摘要】
1.一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，其特征在于，基于
存放频响补偿数据的静态RAM、用于实时查找频响补偿数据的FPGA及辅助电
路，包括以下步骤：
仪器上电启动后，将全频段、全功率范围内的频响补偿数据下载到静态RAM
中；
当整机状态发生变化时，通过FPGA内部的比较程序，根据当前任意序列
状态所对应的频率和预置功率，实时得出所对应的频响补偿数据的索引地址，
并启动读取时序，将该地址对应的补偿数据送到相应的DAC接口电路中。
2.如权利要求1所述的基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，其
特征在于，所述FPGA接收仪器的频率控制字和功率控制字，根据补偿存储数
据中的频率分辨率和功率分辨率，对接收到的频率控制字和功率控制字进行向
下截断；
然后将截断后的频率控制字和功率控制字进行组合，其中截断后的频率控
制字作为高位地址，截断后的功率控制字作为低位地址，作为RAM的读取地址，
从RAM中读取补偿数据记为C1；对地址加1，从RAM中读取补偿数据为C2；
再将截断后频率控制字加1和功率控制字组合作为RAM读取地址，从RAM
中读取数据记为C3；再对地址加1，从RAM中读取数据记为C4；
再通过数据拟合过程生成对应频率和功率的补偿数据。
3.如权利要求2所述的基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，其
特征在于，所述数据拟合过程为：
C12为截断后频率与功率控制的补偿数据，计算公式如下：
C 12 = C 1 + C 2 - C 1 P 1 - P 0 * ( P - P 0 ) - - - ( 1 ) ]]>C34为截取频率加1与功率控制的补偿数据，计算公式如下：
C 34 = C 3 + C 4 - C 3 P 1 - P 0 * ( P - P 0 ) - - - ( 2 ) ]]>C为对应频率控制字及功率控制字的补偿数据，计算公式如下：
C = C 12 + C 34 - C 12 F 1 - F 0 * ( F - F 0 ) - - ...

【专利技术属性】
技术研发人员：左永锋，樊晓腾，李增红，刘盛，徐明哲，王鹏，时慧，蒋方文，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37