一种高分辨率脉冲信号合成装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于数字测试技术领域，具体为一种高分辨率脉冲信号合成装置。通过波形样点产生模块采用nfs的采样频率解决了现有技术合成的脉冲信号定时分辨率低的问题；通过数字滤波器滤除高频谐波干扰，保证了波形样点的有效传递。通过波形样点抽取模块的设置保证了波形样点与数模转换器的匹配。在本发明专利技术中数字滤波器配合波形样点抽取模块，能够使输出的波形样点匹配不同性能的数模转换器。为被测试设备提供高分辨率脉冲宽度可调信号，其脉冲宽度调节分辨率不受采样时钟的时间间隔限制，其制作成本低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率脉冲信号合成装置


[0001]本专利技术属于数字测试
，具体涉及一种高分辨率脉冲信号合成装置。

技术介绍

[0002]可调脉冲宽度的脉冲信号在数字测试
具有广泛的应用，例如测试被测设备的建 立保持时间、通信设备的响应以及雷达波形的回放测试等。在当前的波形合成方法中，基于 直接数字合成技术(Direct Digital Synthesis)的任意波形合成方法，具有信号产生方式 灵活、频率分辨率高、频率切换速度快等优点。其中脉冲信号合成作为直接数字频率合成的 一个重要分支。
[0003]现有技术中，在脉冲信号在合成时，通常采用在波形存储器中预置一个周期的脉冲波形 数据的方式实现脉冲信号的合成，具体的如图1所示，在采样时钟的作用下，每个时钟上升 沿对位宽为N的频率控制字K进行累加。通过相位截断得到高M位用于读取波形存储器中的 波形数据，并将波形数据送入数模转换器输出模拟信号；模拟信号经过低通滤波器滤除镜像 频率等杂散信号后，得到相对纯净的脉冲波形。由于该方法在实现脉冲信号合成时，脉冲宽 度、触发延时等定时参数的分辨率均取决于采样时钟的时间间隔，从而导致脉冲信号的定时 分辨率相对较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种高分辨率脉冲信号合成装置，以解决现有技术中合成的脉 冲信号定时分辨率低的问题。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0006]一种高分辨率脉冲信号合成装置，包括上位机、本地接口、参数控制模块、波形样点产 生模块、分频器、数字滤波器、波形样点抽取模块、数模转换器以及低通滤波器；
[0007]所述上位机通过本地接口与参数控制模块相连，上位机根据用户需求设定脉冲参数信息， 并将设定的脉冲参数信息转换为与本地接口相匹配的数据格式，经本地接口译码后提供给参 数控制模块的输入端；其中脉冲参数信息包含脉冲信号频率f、脉冲宽度T
w
、上升沿时间T
r
、 下降沿时间T
f
、高电平V
H
、低电平V
L
和所要实现的脉冲宽度分辨率t；
[0008]所述参数控制模块的输出端连接波形样点产生模块的第一输入端，为波形样点产生模块 提供译码后的脉冲参数信息；
[0009]所述波形样点产生模块的第二输入端外接采样时钟nf
s
；波形样点产生模块在采样时钟nf
s
的驱动下进行相位累加运算，根据相位累加运算结果生成原始波形样点提供给数字滤波器的 第一输入端；
[0010]所述数字滤波器的第二输入端外接采样时钟nf
s
，其输出端连接波形样点抽取模块的第一 输入端；数字滤波器通过采样时钟nf
s
的驱动去除原始波形样点中的高频谐波分量，完成原始 波形样点的滤波处理；
[0011]所述分频器的输入端接收采样时钟nf
s
，用于对采样时钟nf
s
进行分 频处理得到采
样时钟f
s
，其输出端分别连接波形样点抽取模块的第二输入端和数模转换器；
[0012]所述波形样点抽取模块的输出端连接数模转换器，通过重采样对滤波后的波形样点进行 抽取，并根据接收到的采样时钟f
s
将抽取的波形样点采样频率转换为f
s
，以实现与数模转换 器数据同步；
[0013]所述数模转换器依据采样时钟f
s
对波形样点抽取模块提供的波形样点数据进行数字模拟 转换生成模拟信号提供给低通滤波电路；
[0014]所述低通滤波器对数模转换器输出的模拟信号进行低通滤波去除杂散信号后输出至外 部。
[0015]进一步的，在实际应用中，需要对脉冲的波形信号进行校准，为使输出的脉冲信号符合 需求精度，实现信号的精准输出。本装置的参数控制模块还包括第二输出端和第三输出端，其 第二输出端连接数字滤波器，第三输出端连接波形样点抽取模块；数字滤波器和波形样点抽 取模块通过参数控制模块提供的脉冲参数信息实现分频段校准，进一步提升脉冲信号的精准 度。
[0016]进一步的，所述波形样点产生模块生成原始波形样点的详细过程为：
[0017]设相位累加初始值为1，达到脉冲信号周期后重新置为1，循环产生脉冲波形样点；具体 的，在每个采样时钟nf
s
下对K值进行累加运算得到相位累加的当前值K，基于精度需求，将 当前值K与阈值进行比较，根据比较结果选择相应的波形样点计算公式计算得到当前相位下 的波形样点值：
[0018]当相位累加器阈值时，则选取上升沿波形样点计算公式： [0019]当相位累加阈值为时；则选取高电平波形样点：V
H
；
[0020]当相位累加阈值为时；则选取下降沿波形 样点计算公式：
[0021]当相位累加阈值为则选取低电平波形样点：V
L
。
[0022]需要说明的是，上述波形样点计算公式是根据脉冲定义得出的。
[0023]本专利技术提供的一种高分辨率脉冲信号合成装置，其波形样点产生模块是在采样时钟nfs 的驱动下进行相位累加，并根据相位累加运算结果生成原始波形样点。由于脉冲信号中脉宽 分辨率t的高低与采样时钟频率有关，采样时间间隔越小，产生的脉冲信号的脉宽分辨率t 则越高，因此将波形样点产生模块的采样时钟频率设为nfs可以解决现有技术合成的脉冲信 号定时分辨率低的问题。由于生成的原始波形样点包含有高频谐波分量，会加大最终合成的 脉冲信号在电路中的干扰因素，影响应用效果；为解决这一问题在本专利技术
提供的装置中，增 加了数字滤波器，通过数字滤波器保证了波形样点的有效传递。而波形样点抽取模块的设置 则保证了波形样点与数模转换器的匹配，在进行波形样点与数模转换器匹配的过程中，为使 输出的波形样点可以匹配不同性能的数模转换器，波形样点抽取模块采用了nfs分频后得到 采样频率fs。
[0024]综上所述，由于本专利技术采用了上述技术方案，因此具有了以下有益效果：
[0025](1)通过对生成原始波形时使用的采样时钟nfs进行分频得到采样时钟fs，并将其作 为波形样点抽取模块的采样率，实现了超越数模转换器采样率限制的脉冲宽度分辨率；
[0026](2)由于fs为脉冲信号频率f的整数倍，因此波形样点产生模块所采用的采样率nf
s
也为f的整数倍，一方面提高了脉冲信号脉宽分辨率，另一方面产生的波形样点在每个脉冲 周期内为固定的波形样点数，从源头上避免了波形由于每周期样点数变化产生的抖动。
附图说明
[0027]图1是现有技术数字合成的原理框图；
[0028]图2是实施例装置的原理框图；
[0029]图3是图2中虚线框部分即波形样点产生模块的原理框图；
[0030]图4是图3所示脉冲信号上升沿、脉冲宽度和周期的示意图。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率脉冲信号合成装置，其特征在于：包括上位机、本地接口、参数控制模块、波形样点产生模块、分频器、数字滤波器、波形样点抽取模块、数模转换器以及低通滤波器；所述上位机通过本地接口与参数控制模块相连，上位机根据用户需求设定脉冲参数信息，并将设定的脉冲参数信息转换为与本地接口相匹配的数据格式，经本地接口译码后提供给参数控制模块的输入端；其中脉冲参数信息包含脉冲信号频率f、脉冲宽度T
w
、上升沿时间T
r
、下降沿时间T
f
、高电平V
H
、低电平V
L
和所要实现的脉冲宽度分辨率t；所述参数控制模块的输出端连接波形样点产生模块的第一输入端，为波形样点产生模块提供译码后的脉冲参数信息；所述波形样点产生模块的第二输入端外接采样时钟nf
s
；波形样点产生模块在采样时钟nf
s
的驱动下进行相位累加运算，根据相位累加运算结果生成原始波形样点提供给数字滤波器的第一输入端；所述数字滤波器的第二输入端外接采样时钟nf
s
，其输出端连接波形样点抽取模块的第一输入端；数字滤波器通过采样时钟nf
s
的驱动去除原始波形样点中的高频谐波分量，完成原始波形样点的滤波处理；所述分频器的输入端接收采样时钟nf
s
，用于对采样时钟nf
s
进行分频处理得到采样时钟f
s
，其输出端分别连接波形样点抽取模块的第二输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘航麟，付在明，刘科，肖寅东，孔德轩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：