[实用新型]正弦信号模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电信号产生和处理技术领域，特别涉及一种正弦信号模拟装置。

背景技术

在运动控制系统的设计开发过程中，为了解系统参数变化所可能引起的后果，常通过选择硬件在环仿真系统中对控制系统相关信号进行模拟，以较低的代价进行大量反复的实验，以获得足够数量和质量的数据，为设计或测试提供依据。具体来说，以仿真系统产生的模拟正弦信号来代替实际的测量光信号，将模拟正弦信号反馈给测试对象，从而检验测试对象的响应是否符合要求。

在仿真系统中，频率代表测量光信号的交流量部分，幅值代表光信号的功率，相位差代表几束光信号的时间差，偏置代表测量光信号的直流量的大小。为了准确模拟控制系统的测量光信号，要求正弦信号发生装置能够产生多路频率、幅值、相位、偏置均可调的正弦信号。为产生精确的正弦信号，通常采用直接数字合成技术（Direct Digital Synthesis，简称：DDS）。市面上有很多种DDS芯片，但这些芯片通常只能产生单频率信号，有的最多可以产生两路正交的正弦信号，而没有一种可以同步产生多路频率、相位、幅值均可调的正弦信号。此外，DDS芯片成本较高，功能单一，在硬件在环仿真系统中应用价值不高。现有技术中存在一种正弦信号发生器，实现了多路同步频率可调、相位可调及频率可整数倍调节的正弦信号，但无法实现直流偏置的调节，并且该正弦信号发生器在每次使用前需要用一个控制器向一个存储器内部写入波形数据，硬件结构复杂。此外，通用的信号发生器也无法产生各特征参数均可调的正弦信号。

因此，如何提供一种能够同步产生多路频率、相位、幅值均可调的正弦信号模拟装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种正弦信号模拟装置，可以产生多路同步频率、相位、幅值与偏置均可调的正弦信号。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种正弦信号模拟装置，所述正弦信号模拟装置的两端分别与上位机和测试对象相连，包括：输入模块、时钟源、控制器、数字/模拟转换器以及滤波器，所述控制器分别与所述输入模块、时钟源以及数字/模拟转换器相连，所述滤波器与所述数字/模拟转换器相连，输入模块用于接收上位机的配置命令，控制器接收输入模块传输的配置命令，并根据配置命令产生相应的配置数据，实现配置数据解析、波形数据存储、波形数据的抽取与数据的转换，转换后的数据输到数字/模拟转换器转为模拟信号，并由滤波器进行平滑滤波，输出到测试对象。

作为优选，所述控制器包括：与所述时钟源相连的锁相环，依次相连的接口模块、命令解析模块、数据处理模块、数据锁存同步模块以及数字/模拟转换器控制模块，且所述接口模块与所述输入模块相连，所述数字/模拟转换器控制模块与所述数字/模拟转换器相连。

作为优选，所述数据处理模块包括数据调整模块、数据抽取模块以及波形数据存储器，其中，所述数据抽取模块分别与所述命令解析模块、数据调整模块、数据锁存同步模块以及波形数据存储器相连，所述数据调整模块还分别与所述命令解析模块和数据锁存同步模块相连。

作为优选，所述配置数据包括抽样步长、脉冲延迟值、幅值、相位、偏置、通道数的配置数据。

作为优选，所述控制器为现场可编程门阵列。

作为优选，所述输入模块为光纤通讯模块、USB通讯模块或者RS232通讯模块。

作为优选，所述时钟源为有源晶振。

作为优选，所述数字/模拟转换器为四通道串行输入的数字/模拟转换器。

作为优选，所述滤波器为RC滤波器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型能够根据测试的需要，灵活的配置所需要的正弦信号的频率、幅值、偏置与相位，并能保持多路信号之间的同步；

2、由于波形数据存储于控制器的内部，而无需扩展外部存储器，简化了所述正弦信号模拟装置的硬件；

3、输出信号的频率可以通过对时钟源输出的时钟信号分频得到，设置脉冲延迟值与抽样步长，即可以灵活配置正弦信号的频率，无需外部的DDS芯片；

4、正弦信号的幅值调整可以通过在控制器内部的乘法器实现，还可以通过乘法器与加法器实现直流的偏置，无需外部扩展放大器。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式中正弦信号模拟装置的框架图；

图2为本实用新型一具体实施方式中控制器的框图；

图3为本实用新型一具体实施方式中正弦信号模拟装置的工作流程图。