一种基于DDS的脉冲波产生方法、装置及其系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于DDS的脉冲波产生方法，包括：获取脉冲波相位值；计算实数值与边沿时间参数的第一乘积；当所述第一乘积小于一常数时，所述第一乘积作为波形值；当所述第一乘积大于所述常数时，所述常数作为波形值；所述常数为脉冲波的最大高电平值；输出脉冲波信号；当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，则所述脉冲波信号为波形值；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，则所述脉冲波信号为所述常数与波形值之间的第二差值。本发明专利技术公开的方法可以生成稳定的、频率可变范围宽，边沿时间可变范围宽，占空比可变范宽的脉冲波；并且频率大小，边沿时间，占空比的参数可以连续任意调节的脉冲波，且生成的脉冲波具有不闪烁、不抖动的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DDS的脉冲波产生方法、装置及其系统
本专利技术属于信号发生器领域，具体涉及一种基于DDS的脉冲波产生方法、装置及其系统。
技术介绍
信号发生器是一种常见的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学实验等领域。目前，对于直接数字式频率合成器DDS(DirectDigitalSynthesizer)类信号发生器，产生脉冲波的方法主要有两种：第一种是通过外接硬件电路进行调节，这种方法成本高，频率和边沿时间可变范围小；第二种是通过FPGA(复杂可编程逻辑阵列器件)数字方式产生。如图1所示，为现有技术中通过FPGA方式的DDS产生脉冲波的电路结构100，主要由频率累加器、相位累加器、相位幅值转化器、DAC以及滤波器LPF组成。现有方案的问题在于输出信号的频率取决于频率控制字，也就是说只有频率控制字是可变的，且在生成脉冲波时需要通过低电平、高电平、上升沿、下降沿四个阶段来分别处理波形的状态，造成在脉冲波每个阶段与下个阶段交界处存在波形相位不能完全连续，出现抖动过大，或者波形变形的情况。使得生成的脉冲波波形抖动过大、占用FPGA资源多，改变脉冲波频率等参数时波形相位不稳定而容易闪烁的问题十分突出。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于DDS的脉冲波产生方法、装置及其系统，解决现有技术中。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术中的一种基于DDS的脉冲波产生方法，包括：获取脉冲波相位值；计算实数值与边沿时间参数的第一乘积；当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，所述实数值为所述脉冲波相位值，边沿时间参数为上升沿时间参数；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，所述实数值为所述脉冲波相位值与占空比参数之间的第一差值，所述边沿时间参数为下降沿时间参数；其中，所述占空比参数为占空比与相位模的乘积；获取波形值；当所述第一乘积小于一常数时，所述第一乘积作为波形值；当所述第一乘积大于所述常数时，所述常数作为波形值；所述常数为脉冲波的最大高电平值；输出脉冲波信号；当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，则所述脉冲波信号为波形值；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，则所述脉冲波信号为所述常数与波形值之间的第二差值。优选的，所述方法还包括：获取第一相位值作为所述脉冲波相位值；其中，当频率控制字的累加值小于相位模时，所述第一相位值为所述累加值；当所述累加值大于相位模时，则所述第一相位值为所述累加值与所述相位模之间的第三差值；所述相位模为频率字累加器累加的最大值。优选的，所述方法包括：获取起始相位与所述第一相位值之间的和值作为第二相位值；所述起始相位为脉冲波的初始相位；输出脉冲波相位值；当所述相位模大于所述第二相位值时，输出所述第二相位值作为所述脉冲波相位值；当所述相位模小于所述第二相位值时，输出所述第二相位值与相位模之间的第四差值作为所述脉冲波相位值。优选的，所述方法还包括：根据上升沿浮点计算参数或下降沿浮点计算参数对所述第一乘积进行浮点运算得到变量值；输出波形值；当所述变量值小于常数时，输出所述变量值作为波形值；当所述变量值大于所述常数时，输出所述常数作为波形值。优选的，根据公式一确定频率控制字FreqWord：其中：Fout为所需输出频率，Fsample为系统采样时钟，module为相位模。优选的，所述上升沿时间参数RiseTime以及下降沿时间参数FallTime分别根据公式二以及公式三获得：其中，Cycle为时钟周期，FreqWord为频率控制字。本专利技术还公开一种基于DDS的脉冲波产生装置，包括：DDS电路以及脉冲波产生电路；所述DDS电路输出脉冲波相位值至所述脉冲波产生电路；所述脉冲波产生电路包括：第一减法器，用于计算所述脉冲波相位值与占空比参数之间的第一差值；所述占空比参数为占空比与相位模的乘积；第一选择器，用于选择输出实数值，当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，则选择输出所述脉冲波相位值作为所述实数值；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，则选择输出所述第一差值作为实数值；第二选择器，用于选择输出边沿时间参数，当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，选择输出上升沿时间参数作为边沿时间参数；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，选择输出下降沿时间参数作为边沿时间参数；乘法器，用于计算实数值与边沿时间参数的第一乘积；第一比较器，用于比较所述第一乘积与一常数的大小；第三选择器，用于选择输出波形值，当所述第一乘积小于常数时，选择输出所述第一乘积作为波形值；当所述第一乘积大于所述常数时，选择输出所述常数作为波形值；所述常数为脉冲波的最大高电平值；第二减法器，用于计算所述常数与波形值之间的第二差值；第四选择器，用于选择输出脉冲波信号，若所述脉冲波相位值小于占空比参数时，则选择输出波形值作为所述脉冲波信号；当所述脉冲波相位值大于占空比参数Duty时，则选择输出所述第二差值作为所述脉冲波信号。优选的，还包括：第五选择器以及浮点计算单元，所述第五选择器用于选择输出边沿浮点计算参数，当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，选择输出上升沿浮点计算参数作为边沿浮点计算参数；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，选择输出下降沿浮点计算参数作为边沿浮点计算参数；所述浮点计算单元用于根据第五选择器输出的边沿浮点计算参数对所述乘法器输出的第一乘积进行浮点运算得到变量值，并将所述变量值发送至所述第一比较器以及第三选择器。优选的，所述DDS电路包括：频率字累加器，用于获取频率控制字的累加值；第三减法器，用于计算所述累加值与相位模之间的第三差值；第二比较器，用于比较所述累加值与相位模的大小；第六选择器，用于选择输出第一相位值，当所述相位模大于所述累加值时，则选择输出所述累加值作为第一相位值，当所述累加值大于相位模时，则选择输出所述第三差值作为第一相位值；所述相位模为频率字累加器累加的最大值；其中，所述第一相位值为所述脉冲波相位值。优选的，所述DDS电路还包括：相位加法器、第二寄存器、第四减法器、第三比较器、第七选择器以及第三寄存器；所述相位加法器用于获取起始相位与所述第一相位值之间的和值作为第二相位值，并将所述第二相位值发送至第二寄存器；所述起始相位为脉冲波的初始相位；所述第四减法器用于计算所述第二相位值与相位模之间的第四差值；所述第三比较器用于比较所述相位模与所述第二相位值的大小；第七选择器用于选择输出脉冲波相位值至第三寄存器，当所述相位模大于所述第二相位值时，输出所述第二相位值作为所述脉冲波相位值；当所述相位模小于所述第二相位值时，输出所述第四差值作为所述脉冲波相位值。本专利技术还公开一种基于DDS的脉冲波产生系统，包括模拟通道，以及如上任意一项所述的一种基于DDS的脉冲波产生装置，所述模拟通道用于对所述脉冲波产生装置输出的脉冲波相位值进行数模转换及滤波。本专利技术公开的基于DDS的脉冲波产生方法、装置及其系统将现有的需要至少四个阶段的脉冲波生成过程化简为两个阶段(上升沿和下降沿阶段)，并且两个阶段始终是连续的、相等步进的变化，而且边沿也可以不需要考虑非正常情况的特殊处理方式，使生成的脉冲波更稳定，且脉冲波具有不闪烁、不抖动的优点。附图说明图1是现有技术中基于DDS的脉冲波产生装置结构示意图；图2是本专利技术实施例所提供的基于DDS的脉冲波产生方法流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DDS的脉冲波产生方法，其特征在于，包括：获取脉冲波相位值；计算实数值与边沿时间参数的第一乘积；当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，所述实数值为所述脉冲波相位值，边沿时间参数为上升沿时间参数；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，所述实数值为所述脉冲波相位值与占空比参数之间的第一差值，所述边沿时间参数为下降沿时间参数；其中，所述占空比参数为占空比与相位模的乘积；获取波形值；当所述第一乘积小于一常数时，所述第一乘积作为波形值；当所述第一乘积大于所述常数时，所述常数作为波形值；所述常数为脉冲波的最大高电平值；输出脉冲波信号；当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，则所述脉冲波信号为波形值；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，则所述脉冲波信号为所述常数与波形值之间的第二差值。

【技术特征摘要】
1.一种基于DDS的脉冲波产生方法，其特征在于，包括：获取脉冲波相位值；计算实数值与边沿时间参数的第一乘积；当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，所述实数值为所述脉冲波相位值，边沿时间参数为上升沿时间参数；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，所述实数值为所述脉冲波相位值与占空比参数之间的第一差值，所述边沿时间参数为下降沿时间参数；其中，所述占空比参数为占空比与相位模的乘积；获取波形值；当所述第一乘积小于一常数时，所述第一乘积作为波形值；当所述第一乘积大于所述常数时，所述常数作为波形值；所述常数为脉冲波的最大高电平值；输出脉冲波信号；当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，则所述脉冲波信号为波形值；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，则所述脉冲波信号为所述常数与波形值之间的第二差值。2.根据权利要求1所述的一种基于DDS的脉冲波产生方法，其特征在于，所述方法还包括：获取第一相位值作为所述脉冲波相位值；其中，当频率控制字的累加值小于相位模时，所述第一相位值为所述累加值；当所述累加值大于相位模时，则所述第一相位值为所述累加值与所述相位模之间的第三差值；所述相位模为频率字累加器累加的最大值。3.根据权利要求2所述的一种基于DDS的脉冲波产生方法，其特征在于，所述方法包括：获取起始相位与所述第一相位值之间的和值作为第二相位值；所述起始相位为脉冲波的初始相位；输出脉冲波相位值；当所述相位模大于所述第二相位值时，输出所述第二相位值作为所述脉冲波相位值；当所述相位模小于所述第二相位值时，输出所述第二相位值与相位模之间的第四差值作为所述脉冲波相位值。4.根据权利要求2或3所述的一种基于DDS的脉冲波产生方法，其特征在于，所述方法还包括：根据上升沿浮点计算参数或下降沿浮点计算参数对所述第一乘积进行浮点运算得到变量值；输出波形值；当所述变量值小于常数时，输出所述变量值作为波形值；当所述变量值大于所述常数时，输出所述常数作为波形值。5.根据权利要求2所述的一种基于DDS的脉冲波产生方法，其特征在于，根据公式一确定频率控制字FreqWord：其中：Fout为所需输出频率，Fsample为系统采样时钟，Module为相位模。6.根据权利要求1所述的一种基于DDS的脉冲波产生方法，其特征在于，所述上升沿时间参数RiseTime以及下降沿时间参数FallTime分别根据公式二以及公式三获得：其中，Cycle为时钟周期，FreqWord为频率控制字。7.一种基于DDS的脉冲波产生装置，其特征在于，包括：DDS电路以及脉冲波产生电路；所述DDS电路输出脉冲波相位值至所述脉冲波产生电路；所述脉冲波产生电路包括：第一减法器，用于计算所述脉冲波相位值与占空比参数之间的第一差值；所述占空比参数为占空比与相位模的乘积；第一选择器，用于选择输出实数值，当所述脉冲波相位值小于占空比参数时，则选择输出所述脉冲波相位值作为所述实数值；当所述脉冲波相位值大于占空比参数时，则选择输出所述第一差值作为实数值；第二选择器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙乔，洪少林，吴忠良，
申请(专利权)人：优利德科技中国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44