基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统及方法，属于信号发生器信号输出幅度校准领域，本发明专利技术要解决的技术问题为如何在输出信号时消除偏移误差和增益误差，采用的技术方案为：该系统包括FPGA芯片、上位机及DAC芯片；FPGA芯片内设置有输出校准模块，输出校准模块包括PCIE接口、DDR接口、数据位宽处理单元、DSP单元、数据解析单元及DAC PHY层。该方法是上位机通过PCIE接口发送控制数据的指令和数据给FPGA芯片并进行更改，FPGA根据指令利用FPGA芯片的可编程性对源波形数据进行控制及更改，并对输出的数据进行变换，已达到输出的波形幅度接近理论输出的实际值。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统及方法
本专利技术涉及信号发生器信号输出幅度校准领域，具体地说是一种基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统及方法。
技术介绍
基于量子芯片应用场景的需求，提供量子芯片运行所需要的精密信号，对任意波形发生器产生的信号精确度要求越高，所以测量仪器出厂前都要进行校准，校准需要对系统信号进行误差补偿，使得输出的信号幅度接近理论实际值。FPGA的任意波形发生器，其FPGA产生数据的后端的16位精度的DAC芯片的理论特性如附图1所示。输出幅度和FPGA输出的DACCode是线性的，实际的DAC特性，如附图2所示，实际上，在code为0时，输出电压不会精确到想要的数值0。实际的电压值与理想的0的电压偏差称为偏移误差。DAC的增益就是输出特性曲线的斜率，故如何在输出信号时消除偏移误差和增益误差是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是提供一种基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统及方法，来解决如何在输出信号时消除偏移误差和增益误差的问题。...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统，其特征在于，该系统包括，/nFPGA芯片，用于利用FPGA芯片的可编程性对源波形数据进行更改，使得输出幅度近似理想幅值；/n上位机，用于通过FPGA芯片发送控制数据的指令和数据到FPGA芯片，FPGA芯片根据指令对波形数据进行控制，并对输出的数据进行变换，达到输出的波形幅度近似理论输出的实际值；同时通过上位机配置增益系数和偏移系数；/nDAC芯片，用于将FPGA芯片输出的数字量转化为模拟信号并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统，其特征在于，该系统包括，
FPGA芯片，用于利用FPGA芯片的可编程性对源波形数据进行更改，使得输出幅度近似理想幅值；
上位机，用于通过FPGA芯片发送控制数据的指令和数据到FPGA芯片，FPGA芯片根据指令对波形数据进行控制，并对输出的数据进行变换，达到输出的波形幅度近似理论输出的实际值；同时通过上位机配置增益系数和偏移系数；
DAC芯片，用于将FPGA芯片输出的数字量转化为模拟信号并输出。


2.根据权利要求1所述的基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统，其特征在于，所述FPGA芯片内设置有输出校准模块，输出校准模块包括，
PCIE接口,用于连接上位机，上位机通过该接口发送控制数据的CMD指令给FPGA芯片；
DDR接口，用于连接上位机，上位机通过该接口发送控制数据的数据给FPGA芯片；
数据位宽处理单元，用于判断通过PCIE接口输送的上位机配置的系数的数据位宽；
DSP单元，用于将数据位宽处理单元输送的数据系数、增益系数以及偏移系数进行数字信号处理，转化为数字量；
数据解析单元，用于将DSP单元输送的数字量进行解析并输送到DACPHY层；
DACPHY层，用于将数字量输送到DAC芯片，DAC芯片将数字量转化为模拟信号并输出。


3.根据权利要求2所述的基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统，其特征在于，所述DSP单元实现如下线性公式：
y＝a*x+b；
其中，y表示经过FPGA芯片内输出校准模块的校准数据；a表示增益系数；x表示源数据；b表示偏移系数；增益系数和偏移系数通过上位机进行配置。


4.根据权利要求2所述的基于FPGA的多通道信号发生器输出波形同步的系统，其特征在于，所述DSP单元例化为D接口和G接口。


5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝飞，刘强，
申请(专利权)人：济南浪潮高新科技投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37