一种用于任意波形发生器的信号生成装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于任意波形发生器的信号生成装置和方法，能够根据用户需要生成多种不同的信号。该装置包括：应用层，用于配置信号产生参数，将配置好的参数生成统一的接口文件，输出给功能模块层；功能模块层，用于读取接口文件，并解析出已配置的参数，利用功能函数，生成所需要的信号，并保存为多个二进制文件，将二进制文件输出给驱动层；驱动层，用于将二进制文件中数据传输给操作系统层；操作系统层，用于根据波形输出触发方式，产生触发输出脉冲信号，将接收到的数据转换为模拟信号，对模拟信号进行波形调理及增益控制，得到调整后的所需要信号，并输出。

A Signal Generating Device and Method for Arbitrary Waveform Generator

The invention discloses a signal generating device and method for an arbitrary waveform generator, which can generate a variety of different signals according to the needs of users. The device includes: application layer, which is used to configure signal generation parameters, generate unified interface files for output to function module layer; function module layer, which is used to read interface files and parse the configurated parameters, generate the required signals by using function functions, and save them as multiple binary files, and output binary files to driver layer; Layer is used to transmit data from binary files to the operating system layer, and the operating system layer is used to generate trigger output pulse signal according to the trigger mode of waveform output, convert the received data into analog signal, adjust the waveform and control the gain of analog signal, get the required signal after adjustment, and output it.

【技术实现步骤摘要】
一种用于任意波形发生器的信号生成装置和方法
本公开涉及一种用于任意波形发生器的信号生成装置和方法。
技术介绍
电子信息技术的高速发展带来了被测试对象种类的不断丰富和测试需求的不断提高。具体表现在：海、陆、空、天多层次；部署的高密度、多频谱、大带宽；多种参数组合变化、多种工作体制；装备集成化与专用芯片协同发展；空间电磁环境日益复杂；以及电子对抗手段的不断加强，都给电子装备的常规性能验证、抗干扰性能验证以及在复杂电磁环境下的性能验证带来了极大困难。常规的波形发生装置常规波形产生主要依靠FPGA算法产生波形数据查找表，由于存储容量及查找位数的限制，通常只能产生正弦、方波、脉冲等规则波形，在任意波形产生方面，通过嵌入波形绘制插件，跟踪绘制曲线轨迹取样、插值、量化等过程输出。综上所述，目前任意波形发生装置无法产生复杂可编辑任意波形信号及特殊应用如雷达、导航、通信等方面的定制信号方面的问题，尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种用于任意波形发生器的信号生成装置和方法，能够根据用户需要生成多种常规激励信号、雷达及通信定制信号、复杂可编辑任意波形信号等，以满足日益复杂的雷达信号模拟与仿真测试，卫星、数据链通信系统测试仿真，复杂电磁环境以及复杂干扰信号模拟等需求。本公开所采用的技术方案是：一种用于任意波形发生器的信号生成装置，该装置包括：应用层，用于配置信号产生参数，将配置好的参数生成统一的接口文件，输出给功能模块层；功能模块层，用于读取接口文件，并解析出已配置的参数，利用功能函数，生成所需要的信号，并保存为多个二进制文件，将二进制文件输出给驱动层；驱动层，用于将二进制文件中数据传输给操作系统层；操作系统层，用于根据波形输出触发方式，产生触发输出脉冲信号，将接收到的数据转换为模拟信号，对模拟信号进行波形调理及增益控制，得到调整后的所需要信号，并输出。进一步的，所述应用层包括人机交互模块和界面显示模块，其中：所述人机交互模块，用于配置信号产生参数，包括数据源、载波频率、调试方式和波形输出触发方式；所述界面显示模块，用于根据配置好的信号产生参数，生成统一的接口文件，输出给功能模块层。进一步的，所述功能模块层包括配置管理模块、信号生成模块、波形文件管理模块和波形数据处理模块，其中：所述配置管理模块，用于读取接口文件，并解析出已配置的参数；所述信号生成模块，用于调用Matlab中相应的功能函数，生成所需要的信号；所述波形数据处理模块，用于对生成的信号进行处理，得到多个二进制文件；所述波形文件管理模块，用于存储二进制文件，并将二进制文件输出给驱动层。进一步的，所述驱动层包括高速总线传输驱动模块、输入输出控制驱动模块和键盘板扫描控制驱动模块；所述高速总线传输驱动模块，用于将二进制文件中波形数据送操作系统层中；所述通用IO输入输出控制驱动模块，用于实现功能模块层和操作系统层之间的数据传输；所述键盘板扫描控制驱动模块，用于接收用户的操作指令，输出给操作系统层。进一步的，所述操作系统层包括存储器控制模块、CPU板控制模块、DAC板控制模块和通道板控制模块，其中：所述存储器控制模块，用于控制DDR存储器存储接收到的数据；所述CPU板控制模块，用于控制CPU板根据已配置的波形输出触发方式，产生触发输出脉冲信号，并输出到DAC板控制模块中；所述DAC板控制模块，用于根据触发输出脉冲信号，控制DAC板从DDR存储器读取存储的数据，将接收到的数据转换为模拟信号，输出模拟信号至通道板控制模块；所述通道板控制模块，用于控制通道板对接收到的模拟信号进行波形调理及增益控制，输出调整后的所需信号。一种用于任意波形发生器的信号生成方法，该方法基于如上所述的用于任意波形发生器的信号生成装置，该方法包括以下步骤：配置信号产生参数，并生成统一的接口文件；读取接口文件，并解析出已配置的参数；利用功能函数，生成所需要的信号，并形成多个二进制文件；根据配置的波形输出触发方式，产生触发输出脉冲信号，将接收到的数据转换为模拟信号；对模拟信号进行波形调理及增益控制，得到调整后的所需信号。进一步的，所述信号产生参数包括数据源、载波频率、调试方式和波形输出触发方式。进一步的，所述接口文件为xml格式标记语言文件。通过上述的技术方案，本公开的有益效果是：(1)本公开分层采用应用层、功能模块层、驱动层和操作系统层的分层结构，实现高内聚、低耦合，极大提高平台适应性，方便升级改进；(2)本公开通过调用Matlab中功能函数，可生产多种复杂信号，无需重新构建信号的产生模型，降低软件设计难道，提高开发效率。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是用于任意波形发生器的信号生成装置的结构图；图2是输出的RF信号示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。一种或多种实施例提供了一种用于任意波形发生器的信号生成装置，任意波形发生器DAC最高采样率为2.5GSa/s，波形存储深度为1GSa/通道，具备两通道I、Q共四路同步输出功能。如图1所示，该装置包括应用层、功能模块层、驱动层和操作系统层；其中：所述应用层，用于配置信号产生参数，将配置好的参数生成统一的接口*.xml文件，输出给功能模块层，并展现给用户。在本实施例中，所述应用层包括人机交互模块和界面显示模块，其中：所述人机交互模块，用于配置信号产生参数，包括数据源、载波频率、调试方式和任意波形输出触发方式；所述界面显示模块，用于根据配置好的信号产生参数，生成统一的接口*.xml文件，输出给功能模块层，该xml标记语言文件具有可识别性强，显示直观等优点，可方便查看应用层传过来参数的正确性。所述功能模块层，用于读取*.xml接口文件，并解析出已配置参数，调用Matlab中相应的功能函数，生成所需要的信号，并存为多个二进制文件，将二进制文件输出给驱动层；在本实施例中，所述功能模块层包括配置管理模块、信号生成模块、波形文件管理模块和波形数据处理模块，其中：所述配置管理模块，用于读取*.xml文件，并解析出配置参数；所述信号生成模块，用于调用Matlab中相应的功能函数，生成所需要的信号；所述波形数据处理模块，用于对生成的信号进行处理，得到多个二进制文件；所述波形文件管理模块，用于存储二进制文件，并将二进制文件输出给驱动层。所述驱动层，用于将二进制文件中数据传输给操作系统层。在本实施例中，所述驱动层包括PCIe高速总线传输驱动模块、通用IO输入输出控制驱动模块和键盘板扫描控制驱动模块；其中：所述PCIe高速总线传输驱动模块，用于通过PCIe高速总线将二进制文件中波形数据送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于任意波形发生器的信号生成装置，其特征是，包括：应用层，用于配置信号产生参数，将配置好的参数生成统一的接口文件，输出给功能模块层；功能模块层，用于读取接口文件，并解析出已配置的参数，利用功能函数，生成所需要的信号，并保存为多个二进制文件，将二进制文件输出给驱动层；驱动层，用于将二进制文件中数据传输给操作系统层；操作系统层，用于根据波形输出触发方式，产生触发输出脉冲信号，将接收到的数据转换为模拟信号，对模拟信号进行波形调理及增益控制，得到调整后的所需要信号，并输出。

【技术特征摘要】
1.一种用于任意波形发生器的信号生成装置，其特征是，包括：应用层，用于配置信号产生参数，将配置好的参数生成统一的接口文件，输出给功能模块层；功能模块层，用于读取接口文件，并解析出已配置的参数，利用功能函数，生成所需要的信号，并保存为多个二进制文件，将二进制文件输出给驱动层；驱动层，用于将二进制文件中数据传输给操作系统层；操作系统层，用于根据波形输出触发方式，产生触发输出脉冲信号，将接收到的数据转换为模拟信号，对模拟信号进行波形调理及增益控制，得到调整后的所需要信号，并输出。2.根据权利要求1所述的用于任意波形发生器的信号生成装置，其特征是，所述应用层包括人机交互模块和界面显示模块，其中：所述人机交互模块，用于配置信号产生参数，包括数据源、载波频率、调试方式和波形输出触发方式；所述界面显示模块，用于根据配置好的信号产生参数，生成统一的接口文件，输出给功能模块层。3.根据权利要求1所述的用于任意波形发生器的信号生成装置，其特征是，所述功能模块层包括配置管理模块、信号生成模块、波形文件管理模块和波形数据处理模块，其中：所述配置管理模块，用于读取接口文件，并解析出已配置的参数；所述信号生成模块，用于调用Matlab中相应的功能函数，生成所需要的信号；所述波形数据处理模块，用于对生成的信号进行处理，得到多个二进制文件；所述波形文件管理模块，用于存储二进制文件，并将二进制文件输出给驱动层。4.根据权利要求1所述的用于任意波形发生器的信号生成装置，其特征是，所述驱动层包括高速总线传输驱动模块、输入输出控制驱动模块和键盘板扫描控制驱动模块；所述高速总线传输驱动模块，用于将二进制文件中波形数...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕友伟，朱卫国，刘宇，逄锦昊，刘庆，吴恒奎，
申请(专利权)人：中电科仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37