一种函数信号发生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种函数信号发生装置及方法，所述的装置包括：偏移乘法器单元，用于接收调制源信号和调制偏移系数，生成偏移量；脉宽加法器单元，用于接收偏移量和初始脉宽，生成脉冲宽度阈值；周期计数器单元，用于在调制开始后计数并生成计数结果；比较器单元，用于接收计数结果与脉冲宽度阈值并进行比较，生成脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息；加减累加单元，用于接收脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息并进行累加，得到累加计数值；数模转换单元，用于接收累加计数值并转换为模拟量，生成函数信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于脉冲
，尤其是关于脉冲宽度调制
，具体来说是关于。
技术介绍
在电子系统的测量、校验及维护中，函数信号发生器被广泛采用。随着电子技术的发展，对函数信号发生器的要求也逐渐提高，需要函数信号发生器能够产生更为丰富的调制信号，这其中就包括近些年来在测量、通信、功率控制与变换等领域中得到广泛应用的脉冲宽度调制(PWM, Pulse Width Modulation)信号。PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，脉冲的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法的应用，出现了多种PWM控制技术，包括正弦波PWM法、硬件调制法、梯形波与三角波比较法等等。采用这些方法产生的PWM信号都是数字形式的，不适用于函数信号发生器。现有技术中，基于DDS (直接频率合成)技术的函数信号发生器都采用波表的方式生成任意波形，包括脉冲，其基本原理是将一个周期的脉冲存储在波形存储器中，然后以跳点的方式从这个波形存储器中取出脉冲并输出。这类函数信号发生器没有用于边沿控制的模拟电路，只能通过修改波表来修改边沿时间，这会耗用很多处理器资源，而且一般都不支持PWM输出。现有技术中，函数信号发生器输出的脉冲信号的边沿时间一般都是可以设置的，PWM信号作为一种特殊形式的脉冲，其边沿时间也应该是可以设置的。图1是现有技术 提供的一种对脉冲的上升、下降边沿时间的控制电路，控制电路利用电容对电压具有的记忆性质，通过控制对电容的充放电电流进而控制电容输出电压的波形，如图1所示，控制电路实现了对差分脉冲的上下沿时间的调整，对脉冲边沿时间的调整过程如下:四个隧道二极管CR1、CR2、CR3、CR4构成高速开关切换网络；三个电流源1:、I2、ISM对电容充电；两个场效应管 \、Τ2构成高速开关，控制差分输入信号的通断。差分脉冲从ΥΙΝ+和Yin-输入。当输入信号ΥΙΝ+的上升沿到来时，Yin-幅度下降。此时T1导通、T2关断。电容C1放电，调整Yotit-的下降沿；电容C2充电，调整Yotit+的上升沿。电容充、放电时有如下的关系式:⑶=/ Idt，从这个公式中要计算出脉冲的边沿时间比较困难，可以将流过电容的电流近似看作一个三角波，由此可得到脉冲上升、下降时间与脉冲幅度、充放电电流和电容之间的关系式为:T ^ 2CU/I。因此，改变电流源Ip 12、Isum和电容Cp C2的大小即可调整脉冲的上升、下降时间。为了以皮秒级的速度切换电容电路给高速脉冲的上、下边沿充放电，图1中的开关切换网络采用了隧道二极管，虽然速度快、工作频率高，但热稳定性较差。在信号发生器中，边沿时间是任意可设的，就图1电路而言，只能通过两种方式控制边沿时间。(I)采用多级电容网络代替图1中的C1、C2，针对不同的边沿时间，需要切换不同标值的电容，控制起来较为复杂，只能用于边沿时间的粗放控制；(2)修改电流源Ip 12、Isum的输出电流，常用的一种做法是通过修改参考电压来控制电流源的输出电流，而参考电压是由控制器通过数模转换器来调整的。因此，采用图1模拟器件组成的控制电路控制脉冲边沿时间是比较复杂的，成本较高，稳定性差。
技术实现思路
为克服现有技术中边沿控制电路调整PWM信号上下边沿时间成本高、稳定性差的问题，本专利技术提供。本专利技术提供一种函数信号发生装置，所述的函数信号发生装置包括:偏移乘法器单元，用于接收调制源信号和调制偏移系数，生成偏移量；脉宽加法器单元，用于接收所述的偏移量和初始脉宽，生成脉冲宽度阈值；周期计数器单元，用于在调制开始后计数并生成计数结果；比较器单元，用于接收所述的计数结果与所述的脉冲宽度阈值并进行比较，生成脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息；加减累加单元，用于接收所述的脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息并进行累力口，得到累加计数值；数模转换单元，用于接收所述的累加计数值并转换为模拟量，生成函数信号。本专利技术还提供一种函数信号发生方法，所述的函数信号发生方法包括:接收调制源信号和调制偏移系数，生成偏移量；接收所述的偏移量和初始脉宽，生成脉冲宽度阈值；在调制开始后计数并生成计数结果；接收所述的计数结果与所述的脉冲宽度阈值并进行比较，生成脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息；接收所述的脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息并进行累加，得到累加计数值；接收所述的累加计数值并转换为模拟量，生成函数信号。本专利技术提供的，使PWM信号的各个调制参数，例如脉冲频率、调制偏移、调制源；而且脉冲上下边沿时间可以分别灵活设置。并且结构简单、实现容易、成本较低，无需专门的边沿控制电路，也不会耗用处理器的资源修改波表。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中:图1是现有技术提供的一种对脉冲的上升、下降边沿时间的控制电路。图2是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生装置的模块图。图3是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生装置的模块图。图4是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生装置的模块图。图5是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生装置的模块图。图6为本专利技术实施例提供的加减累加单元600的模块图。图7是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生方法流程图。图8是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生方法流程图。图9是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生方法流程图。图10是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生方法流程图。图11为本专利技术实施例提供的加减累加方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。本专利技术实施例提供，以下结合附图对本专利技术进行详细说明。实施例一目前市场上基于DDS(直接数字频率合成，Direct Digital FrequencySynthesis)技术的函数信号发生器一般都采用DDS+DAC(数字模拟转换器，Digital toAnalog Converter)的架构。实现DDS功能的主要有三类，数字信号处理器(DSP)、专用DDS芯片或者可编程逻辑阵列(FPGA)。专用DDS芯片的功能是无法修改的，而对于DSP、FPGA,可以很容易利用本专利技术实现PWM信号的输出。本专利技术实施例提供的函数信号发生装置主要采用“计数”的方式实现的，为基于DDS技术的函数信号发生器提供了一种产生PWM信号的方法，这类信号发生器使用DDS+DAC输出波形，不具有专门的脉冲边沿调整电路。图2是本专利技术实施例提供的一种函数信号发生装置的模块图，如图2所示，函数信号发生装置200包括偏移乘法器单元201、脉宽加法器单元202、周期计数器单元203、比较器单元204、加减累加单元205和数模转换单元206，其中:偏移乘法器单元201，用于接收调制源信号和调制偏移系数，生成偏移量。在本专利技术实施例中，偏移乘法器单元201将调制源信号的幅度乘上调制偏移系数，以便将偏移量归一化到脉冲宽度偏移量的范围之内。本专利技术实施例提供的函数信号发生装置可用于产生PWM信号，除此之外，当调制偏移系数为O时，函数信号发生装置可以用于产生脉冲。脉宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种函数信号发生装置，其特征在于，所述的函数信号发生装置包括：偏移乘法器单元，用于接收调制源信号和调制偏移系数，生成偏移量；脉宽加法器单元，用于接收所述的偏移量和初始脉宽，生成脉冲宽度阈值；周期计数器单元，用于在调制开始后计数并生成计数结果；比较器单元，用于接收所述的计数结果与所述的脉冲宽度阈值并进行比较，生成脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息；加减累加单元，用于接收所述的脉冲起始位置信息和脉冲结束位置信息并进行累加，得到累加计数值；数模转换单元，用于接收所述的累加计数值并转换为模拟量，生成函数信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁新宇，王悦，王铁军，李维森，
申请(专利权)人：北京普源精电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：