高精度多通道模拟信号源制造技术

本发明专利技术涉及电子测试领域，具体是一种高精度多通道模拟信号源。满足了当前电子测试领域对模拟信号源的需要。所述模拟信号源包括逻辑控制单元、存储器、波形输出电路，波形输出电路包含Ｄ／Ａ转换电路、信号调理电路、多通道切换开关、若干路模拟信号输出模块；波形输出电路输出端与逻辑控制单元之间设有回采测试电路。本发明专利技术能独立输出直流量、矩形波等波形模拟信号，能为被测设备的性能测试提供多种波形的高精度模拟信号，直流量信号输出精度可以达到±０．０５％ＦＳ，矩形波上升沿建立时间小于２００ｎｓ，满足对航空航天遥测设备——遥测采编器等高端电子产品进行通道带宽测试时的需要，且结构简单、合理，性能稳定，信号有效性和可靠性极高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子测试领域，具体是一种高精度多通道模拟信号源。
技术介绍
模拟信号源是现代电子测试系统的重要组成部分，例如航空航天领域内对航空航 天遥测设备_遥测采编器的性能测试，模拟信号源要为遥测采编器测试提供可靠的标准模 拟信号，用于测试遥测采编器的各种性能。随着航空航天等高科技领域内电子仪器的高速 发展，电子测试仪器对模拟信号源的频率稳定度和准确度的要求越来越高，而现有模拟信 号源生成的模拟信号存在信号种类单一、直流量信号精度不高、矩形波上升沿建立时间过 长等问题，不能适应电子测试领域发展需要。
技术实现思路
本专利技术为了满足当前电子测试领域对模拟信号源的需要，提供了一种高精度多通 道模拟信号源。 本专利技术是采用如下技术方案实现的高精度多通道模拟信号源，包括逻辑控制单 元、用于存储波形数据的存储器、波形输出电路，存储器与逻辑控制单元连接，波形输出电 路包含D/A转换电路、信号调理电路、受逻辑控制单元控制动作的多通道切换开关、以及若 干路模拟信号输出模块，D/A转换电路的输入端和输出端分别与逻辑控制单元、信号调理电 路连接，多通道切换开关的输入端与信号调理电路输出端连接，多通道切换开关的各通道 输出端经独立采样保持电路与相应模拟信号输出模块的输入端连接；所述模拟信号输出模 块为双输入双输出模拟信号输出模块，包含受逻辑控制单元控制动作的双输入单输出式单 刀双掷开关K卜^及单输入双输出式单刀双掷开关Ki—2，且单刀双掷开关1(卜J勺输出端与单刀 双掷开关K卜2的输入端之间设置有信号调理电路，单刀双掷开关Ki—2的两输出端V0卜"VOi—2 之间串联有电阻Ri，单刀双掷开关Ki—2的其中一输出端V0i—J乍为信号源的模拟信号输出丄山顺； 波形输出电路中的多通道切换开关采用通道数为模拟信号输出模块个数二倍的 单输入多输出式多通道切换开关，且多通道切换开关的每两通道为一组，每组通道的输出 端分别经独立采样保持电路与相应模拟信号输出模块的输入端连接； 波形输出电路的输出端与逻辑控制单元之间设有回采测试电路，所述回采测试电 路包含受逻辑控制单元控制动作的多通道切换开关、与多通道切换开关输出端连接的信号 调理电路，以及输入端和输出端分别与信号调理电路、逻辑控制单元连接的A/D转换电路， 其中，回采测试电路中的多通道切换开关采用通道数为模拟信号输出模块个数二倍的多输 入单输出式多通道切换开关，且多通道切换开关的每两通道为一组，每组通道的输入端与 相应模拟信号输出模块的两输出端VO卜pV(V2连接。所述信号调理电路和采样保持电路是 现有公知电路，且本领域技术人员可以多种电路变形实现。 在启动本专利技术所述模拟信号源后，模拟信号源的逻辑控制单元读取存储器中存储分时循环输出与波形对应的数字信号，并经由D/A转换电路数模转换、信号调 理模块调理后，经在逻辑控制单元控制下的多通道切换开关及相应采样保持电路传输至相 应模拟信号输出模块V0卜工输出，实现多通道同时分别输出多种波形模拟信号的目的。 本专利技术所述模拟信号源在实现直流量信号、及正弦波、三角波、锯齿波等交流波形 信号输出时，模拟信号输出模块的单刀双掷开关K卜2在逻辑控制单元控制下，始终保持其输 入端与信号源模拟信号输出端VO卜工导通，即上述波形信号在经相应采样保持电路采样保持 后，经单刀双掷开关Ki—^信号调理电路传输至单刀双掷开关Ki—2，由单刀双掷开关&—2的信 号源模拟信号输出端VO卜工输出，为被测设备提供所需模拟信号； 尤其针对直流量信号输出精度问题，特增设直流量信号输出回采反馈功能，即由 信号源模拟信号输出端VOi—工输出的直流量信号同时经由多通道切换开关、信号调理模块、 A/D转换电路构成的回采测试电路回采反馈回逻辑控制单元，逻辑控制单元将回采信号与 直流量信号的原设定值比较，对输出的与直流量信号对应的数字信号进行校正，并应用高 精度D/A转换电路及高精度信号调理电路，尽可能地消除了外界因素(如温度)变化对本 专利技术所述模拟信号源电路带来的影响，减小直流量模拟信号输出误差，以提高本专利技术所述 模拟信号源输出直流量模拟信号的精度，保证直流量模拟信号输出精度在±0. 05% FS内， 有效地改善了模拟信号源的整体精度。 另外，本专利技术所述模拟信号源在实现矩形波信号输出时，逻辑控制单元顺序输出 与高电平和低电平对应的数字信号，经由D/A转换电路数模转换、信号调理模块调理后，在 逻辑控制单元控制下由多通道切换开关中属于同一个通道组的两通道输出，然后经采样保 持电路采样保持后，传输至相应的模拟信号输出模块(即矩形波模拟信号输出模块)，并由 逻辑控制单元按照要生成矩形波的频率切换单刀双掷开关Ki—p生成矩形波模拟信号，然后 经信号调理电路消除开关高速切换产生的过冲，产生光滑波形上升沿，由单刀双掷开关K卜2 的信号源模拟信号输出端VOi—工输出；以单刀双掷开关Ki—工高速切换得到矩形波信号，提高 了矩形波波形上升沿的建立速度，使得矩形波波形上升沿的建立时间小于200ns，矩形波信 号频谱范围可以覆盖O 5MHz，远远满足对遥测采编器进行通道带宽测试时的需要。 此外，本专利技术所述模拟信号源可多通道同时实现对各被测设备输入阻抗RH的测 量，在测量时，本专利技术所述模拟信号源首先由逻辑控制单元切换与模拟信号输出端VO卜工对 应的模拟信号输出模块中的单刀双掷开关K卜2，选通与信号源模拟信号输出端VO卜工相对的 另一输出端V0i—2(即非信号源模拟信号输出端)；这时，本专利技术所述模拟信号源为被测设备 提供的直流量模拟信号在经电阻Ri降压后，才施加在被测设备上，如图1所示，电阻Ri两 端的电压V0卜工和V0卜2通过由多通道切换开关、信号调理模块、A/D转换电路构成的回采测试电路反馈回逻辑控制单元，根据公式i i—,=ra,—2乂A换算得到被测设备的输入阻抗Rh。当被测设备的输入阻抗过小时，会使模拟波形输出模块无法驱动负载，从而导致输 出的模拟波形失真，所以波形输出时首先进行阻抗测试，如被测设备的输入阻抗正确(一般设备的输入阻抗不小于2兆欧)，逻辑控制单元切换单刀双掷开关K卜2选通开关K卜2的信 号源模拟信号输出端VO卜p经由开关K卜2所在模拟信号输出模块的模拟信号输出端VO卜工为 被测设备提供直流量模拟信号，当测得输入阻抗过小时，逻辑控制单元则不对开关K卜2进行 切换，进而起到智能保护信号源和被测设备的作用。其中，电阻Ri(即串联于单刀双掷开关4Ki—2两输出端之间的电阻Ri)为阻抗测试参考电阻。 本专利技术结构简单、合理，便于优化改进，性能稳定，各通道能独立输出直流量、矩 形波、正弦波、三角波、锯齿波等波形模拟信号，能为被测设备在直流特性、交流特性、输入 阻抗、通道带宽和通道干扰等方面的测试提供多种波形的高精度模拟信号，信号有效性和 可靠性极高，直流量信号输出精度可以达到±0. 05XFS，矩形波上升沿的建立时间小于 200ns，并能测试被测设备的输入阻抗；可广泛应用于电子仪器测试领域，以便縮短电子仪 器的开发设计周期。附图说明 图1为本专利技术的原理方框具体实施例方式如图1所示，高精度多通道模拟信号源，包括逻辑控制单元、用于存储波形数据的 存储器、波形输出电路，存储器与逻辑控制单元连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度多通道模拟信号源，包括逻辑控制单元、用于存储波形数据的存储器、波形输出电路，存储器与逻辑控制单元连接，波形输出电路包含Ｄ／Ａ转换电路、信号调理电路、受逻辑控制单元控制动作的多通道切换开关、以及若干路模拟信号输出模块，Ｄ／Ａ转换电路的输入端和输出端分别与逻辑控制单元、信号调理电路连接，多通道切换开关的输入端与信号调理电路输出端连接，多通道切换开关的各通道输出端经独立采样保持电路与相应模拟信号输出模块的输入端连接；其特征在于：所述模拟信号输出模块为双输入双输出模拟信号输出模块，包含受逻辑控制单元控制动作的双输入单输出式单刀双掷开关Ｋ↓［ｉ－１］、及单输入双输出式单刀双掷开关Ｋ↓［ｉ－２］，且单刀双掷开关Ｋ↓［ｉ－１］的输出端与单刀双掷开关Ｋ↓［ｉ－２］的输入端之间设置有信号调理电路，单刀双掷开关Ｋ↓［ｉ－２］的两输出端ＶＯ↓［ｉ－１］、ＶＯ↓［ｉ－２］之间串联有电阻Ｒｉ，单刀双掷开关Ｋ↓［ｉ－２］的其中一输出端ＶＯ↓［ｉ－１］作为信号源的模拟信号输出端；波形输出电路中的多通道切换开关采用通道数为模拟信号输出模块个数二倍的单输入多输出式多通道切换开关，且多通道切换开关的每两通道为一组，每组通道的输出端分别经独立采样保持电路与相应模拟信号输出模块的输入端连接；波形输出电路的输出端与逻辑控制单元之间设有回采测试电路，所述回采测试电路包含受逻辑控制单元控制动作的多通道切换开关、与多通道切换开关输出端连接的信号调理电路，以及输入端和输出端分别与信号调理电路、逻辑控制单元连接的Ａ／Ｄ转换电路，其中，回采测试电路中的多通道切换开关采用通道数为模拟信号输出模块个数二倍的多输入单输出式多通道切换开关，且多通道切换开关的每两通道为一组，每组通道的输入端与相应模拟信号输出模块的两输出端ＶＯ↓［ｉ－１］、ＶＯ↓［ｉ－２］连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任勇峰，单彦虎，甄国涌，张文栋，苏淑靖，焦新泉，李圣昆，赵呈恺，赵冬青，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]