[发明专利]一种非线性信号发生方法及非线性信号发生器

说明书

本发明实施例公开了一种非线性信号发生方法及非线性信号发生器，该发生器中的FPGA芯片通过接收外部控制器发送的配置数据，再通过FPGA内部的通讯控制器对数据进行数据转换，得到各种控制信息，分别发送到FPGA内部的地址模块、乘法器和数据选择模块，地址模块根据控制信息控制从只读存储器(ROM)里读取数据，输出到乘法器，乘法器处理完成输送到数据选择模块，再经数据选择模块进行处理后输出到FPGA外部，FPGA外部通过DA芯片生成模拟信号，模拟信号经过低通滤波器以后输出所需要的信号。

技术领域

本发明涉及高功率可控电流源、电压源设备领域，尤其涉及一种非线性信号发生方法及非线性信号发生器。

背景技术

在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。函数发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。但市面上能看到的此类仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。

目前长期使用的信号发生器，大部分是由模拟电路构成的，这类仪器作为信号源，频率可达上百MHz，在高频范围内其频率稳定性高、可调性好。但用于低频信号输出时，它所需要的RC值很大，参数准确度难以保证。而且其体积大，损耗也大，其制造成本极其高。最重要的是在电力行业之中功率源的需求频率相对较低，一般会低于1MHz，对于上述信号源应用于电力行业的功率源显然已经不符合操作要求。

因此，提供一种在低频段具有优良性能、低功耗、小体积的非线性信号发生方法和非线性信号发生器是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种非线性信号发生方法及非线性信号发生器，在低频段具有优良性能、低功耗、小体积等优点。

本发明实施例提供了一种非线性信号发生方法，包括：

S1：在接收到配置数据后，通过FPGA芯片对配置数据进行转换得到控制数据帧；

S2：通过FPGA芯片对控制数据帧进行解析得到控制信息，其中，控制信息包括：开始字符、控制字符、输出信号频率控制信息和数据选择控制信息；

S3：通过FPGA芯片根据控制字符、输出信号频率控制信息确定地址累加量，并根据地址累加量进行地址选取得到第一地址选取信息和第二地址选取信息，并通过FPGA芯片根据第一地址选取信息和第二地址选取信息进行数据选取得到第一数据和第二数据；

S4：通过FPGA芯片根据数据选择控制信息对第一数据和第二数据进行相加或选择得到非线性数字信号；

S5：将非线性数字信号进行数模转换得到非线性模拟信号，通过低通滤波器对非线性数字信号进行滤波操作得到滤波后的非线性信号。

优选地，控制信息包括：两个字节的开始字符、一个字节的控制字符、四个字节的输出信号频率控制信息、两个字节的输出信号幅度控制信息和一个字节的数据选择控制信息；

其中，输出信号频率控制信息包括四个字节的数值，第一字节的数值为第一数值，第二字节的数值为第二数值，第三字节的数值为第三数值，第四字节的数值为第四数值。

优选地，步骤S4之前还包括：

通过FPGA芯片根据输出信号幅度控制信息对第一数据和第二数据进行放大或缩小，得到处理后的第一数据和处理后的第二数据；

S4：通过FPGA芯片根据数据选择控制信息对处理后的第一数据和处理后的第二数据进行相加或选择得到非线性数字信号。

优选地，步骤S3具体包括：

S31：通过FPGA芯片判断控制字符的类型，若为第一控制字符，则执行S32，若为第二控制字符，则执行S33；