一种基于板卡的多通道任意波形发生器制造技术

本申请属于信号发生器领域，具体公开了一种基于板卡的多通道任意波形发生器，包括:板卡，所述板卡上具有第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽，其中：所述第一卡槽设置在各所述第二卡槽的同一端，且电连接各所述第二卡槽；多个信号调理通道，各所述信号调理通道分别通过一个所述第二卡槽集成在所述板卡上，用于接收并调理波形数据；控制单元，所述控制单元通过所述第一卡槽集成在所述板卡上，用于提供并分发波形数据给各所述信号调理通道。本申请通过设置第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽实现多通道任意波形发生器的集成，由于借助卡板上的布线实现信号的传输，相比不借助卡板，大大减少了布线空间，保证了多通道任意波形发生器的集成化和小型化。

A Multichannel Arbitrary Waveform Generator Based on Board Card

【技术实现步骤摘要】
一种基于板卡的多通道任意波形发生器
本申请属于信号发生器领域，特别是一种基于板卡的多通道任意波形发生器。
技术介绍
任意波形发生器(Arbitrarywaveformgenerator，AWG)用来产生各种模拟信号，除了常见的方波、三角波、正弦波、脉冲波外，还能产生多种调制波。AWG用在实验室或者生产现场生成复杂的波形，为测试待测设备对复杂波形的响应提供了一种方便的途径。现有技术的多通道任意波形发生器各个通道单独制备，然后直接放置在仪器内部，导致多通道任意波形发生器整体体积较大。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种基于板卡的多通道任意波形发生器，以解决现有技术中的不足，它能够实现多通道任意波形发生器的集成化和小型化。本申请采用的技术方案如下：一种基于板卡的多通道任意波形发生器，其中,包括:板卡，所述板卡上具有第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽，其中：所述第一卡槽设置在各所述第二卡槽的同一端，且电连接各所述第二卡槽；多个信号调理通道，各所述信号调理通道分别通过一个所述第二卡槽集成在所述板卡上，用于接收并调理波形数据；控制单元，所述控制单元通过所述第一卡槽集成在所述板卡上，用于提供并分发波形数据给各所述信号调理通道。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述信号调理通道包括：数字模拟转换器模块，其输入端连接所述控制单元的输出端，用于采集所述波形数据、处理所述波形数据并输出差分信号；运算放大模块，其输入端连接所述数字模拟转换器模块的输出端，用于接收所述差分信号、处理所述波形数据并输出单端信号。其中：所述运算放大模块的带宽等于所述数字模拟转换器模块的采样率的一半。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述数字模拟转换器模块包括：电流输出型数模转化单元，用于采集所述波形数据、处理所述波形数据并输出差分信号；第一电阻，一端连接所述电流输出型数模转化单元的同相输出端，另一端接地；第二电阻，一端连接所述电流输出型数模转化单元的反相输出端，另一端接地。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述数字模拟转换器模块还包括：第一电容，一端连接所述电流输出型数模转化单元的同相输出端，另一端接地；第二电容，一端连接所述电流输出型数模转化单元的反相输出端，另一端接地。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述运算放大模块包括：运算放大单元，所述运算放大单元的同相输入端连接所述电流输出型数模转化单元的同相输出端，所述运算放大单元的反相输入端连接所述电流输出型数模转化单元的反相输出端。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述运算放大模块还包括：第三电阻，一端连接在所述运算放大单元的反相输入端，另一端连接所述电流输出型数模转化单元的反相输出端；第四电阻，一端连接在所述运算放大单元的反相输入端，另一端接地。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述运算放大模块还包括：第五电阻，一端连接在所述运算放大单元的输出端，另一端连接有连接器。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述运算放大模块还包括：第三电容，一端通过所述第五电阻连接所述运算放大单元的输出端，另一端接地。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述运算放大模块还包括：高频隔离电路，设置在所述运算放大单元的供电电路上。如上所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其中，优选的，所述板卡上所述运算放大模块的输入端所在位置处的参考层镂空；所述板卡上所述运算放大模块的输出端所在位置处的参考层镂空。与现有技术相比，本申请通过设置第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽实现多通道任意波形发生器的集成，由于借助卡板上的布线实现信号的传输，相比不借助卡板，大大减少了布线空间，保证了多通道任意波形发生器的集成化和小型化。附图说明图1是本申请提供的多通道任意波形发生器的原理图；图2是本专利技术一实施例的信号调理通道的电路图。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。本申请的实施例提供了一种基于板卡的多通道任意波形发生器，请参阅图1所示，多通道任意波形发生器包括板卡1、控制单元2和多个信号调理通道3。所述板卡1上具有第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽，其中：所述第一卡槽设置在各所述第二卡槽的同一端，且电连接各所述第二卡槽；各所述信号调理通道3分别通过一个所述第二卡槽集成在所述板卡上，用于接收并调理波形数据；所述控制单元2通过所述第一卡槽集成在所述板卡上，用于提供并分发波形数据给各所述信号调理通道。本申请通过设置第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽实现多通道任意波形发生器的集成，由于借助卡板上的布线实现信号的传输，相比不借助卡板，大大减少了布线空间，保证了多通道任意波形发生器的集成化和小型化。在具体实施时候，选择的板卡为18层的标准CPCI-6U板卡。控制单元2是指FPGA单元，FPGA单元与上位机之间通信，FPGA单元能够解析上位机下发的控制指令，解析出来的内容为包括波形通道选择、波形种类、波形频率、相位、幅度等的波形数据。作为本实施例的优选技术方案，请继续参阅图1所示，所述信号调理通道包括数字模拟转换器模块和运算放大模块。数字模拟转换器模块，即DAC模块(Digitaltoanalogconverter)，其输入端连接所述控制单元的输出端，用于采集所述波形数据、处理所述波形数据并输出差分信号。运算放大模块，其输入端连接所述数字模拟转换器模块的输出端，用于接收所述差分信号、处理所述波形数据并输出单端信号。其中：所述运算放大模块的带宽等于所述数字模拟转换器模块的采样率的一半。具体的，本实施例采用2GHz采样率的DAC模块，1GHz带宽的运算放大模块。根据采样定理，2GHz采样率的DAC模块可以实现1GHz的数据带宽。作为本实施例的优选技术方案，请参阅图2所示，所述数字模拟转换器模块包括电流输出型数模转化单元(即DAC单元)、第一电阻R469和第二电阻R472。电流输出型数模转化单元的输入端连接所述控制单元的输出端，用于采集所述波形数据、处理所述波形数据并输出差分信号；第一电阻R469的一端连接所述电流输出型数模转化单元的同相输出端，第一电阻R469的另一端接地；第二电阻R472的一端连接所述电流输出型数模转化单元的反相输出端，第二电阻R472的另一端接地。在具体实施的时候，本实施例选用的电流输出型数模转化单元的是ADI公司的AD9739，这是一款2GHz采样率的DAC单元，并且是电流输出型的。在DAC单元的后级配置第一电阻R469和第二电阻R472，一个方面将DAC单元的电流输出转换成电压输出，另一个方面第一电阻R469和第二电阻R472作为阻抗匹配电阻，使DAC单元的输出和后级传输线阻抗进行匹配。在设置的时候，考虑到本实施例采用的DAC单元输出信号带宽在1GHz，在这个频段的信号波长很短，需要考虑信号完整性的问题，如果不考虑信号完整性的问题就会导致严重的波形失真，进而导致DAC单元输出端输出错误的信息。进行信号完整性设计主要采用阻抗匹配和阻抗连续的手段，本实施例目标为设计成差分阻抗100欧并且连续，考虑到DAC内部引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于板卡的多通道任意波形发生器，其特征在于,包括:板卡，所述板卡上具有第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽，其中：所述第一卡槽设置在各所述第二卡槽的同一端，且电连接各所述第二卡槽；多个信号调理通道，各所述信号调理通道分别通过一个所述第二卡槽集成在所述板卡上，用于接收并调理波形数据；控制单元，所述控制单元通过所述第一卡槽集成在所述板卡上，用于提供并分发波形数据给各所述信号调理通道。

【技术特征摘要】
1.一种基于板卡的多通道任意波形发生器，其特征在于,包括:板卡，所述板卡上具有第一卡槽和多个平行设置的第二卡槽，其中：所述第一卡槽设置在各所述第二卡槽的同一端，且电连接各所述第二卡槽；多个信号调理通道，各所述信号调理通道分别通过一个所述第二卡槽集成在所述板卡上，用于接收并调理波形数据；控制单元，所述控制单元通过所述第一卡槽集成在所述板卡上，用于提供并分发波形数据给各所述信号调理通道。2.根据权利要求1所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其特征在于，所述信号调理通道包括：数字模拟转换器模块，其输入端连接所述控制单元的输出端，用于采集所述波形数据、处理所述波形数据并输出差分信号；运算放大模块，其输入端连接所述数字模拟转换器模块的输出端，用于接收所述差分信号、处理所述波形数据并输出单端信号，其中：所述运算放大模块的带宽等于所述数字模拟转换器模块的采样率的一半。3.根据权利要求2所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其特征在于，所述数字模拟转换器模块包括：电流输出型数模转化单元，输入端连接所述控制单元的输出端，用于采集所述波形数据，并输出差分电流信号；第一电阻，一端连接所述电流输出型数模转化单元的同相输出端，另一端接地；第二电阻，一端连接所述电流输出型数模转化单元的反相输出端，另一端接地。4.根据权利要求3所述的基于板卡的多通道任意波形发生器，其特征在于，所述数字模拟转换器模块还包括：第一电容，一端连接所述电流输出型数模转化单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨夏，朱美珍，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34