[发明专利]一种基于FPGA的任意波形电流信号源

权利要求书

1.一种基于FPGA的任意波形电流信号源，其特征在于，所述电流信号源包括控制装置、FPGA、存储器、缓冲器、DAC电路和模拟通道电路，所述控制装置与所述FPGA控制信号连接，所述FPGA与所述存储器、缓冲器、DAC电路和模拟通道电路控制信号连接，所述FPGA与所述缓冲器数据信号连接，所述缓冲器与所述存储器和所述DAC电路数据信号连接，所述存储器与所述DAC电路数据信号连接，所述DAC电路与所述模拟通道电路模拟信号连接；其中，

所述控制装置用于获得控制命令并将控制命令传达给FPGA；

所述FPGA用于执行所述控制命令，当执行的控制命令为产生周期信号时，所述FPGA将周期信号中一个周期的波形数据存储在所述存储器中，并根据周期信号的频率和波形控制所述DAC电路，同时根据用户指定的幅度控制所述模拟通道电路；当执行的控制命令为产生非周期信号时，所述FPGA控制所述DAC电路直接执行控制命令；

所述缓冲器用于将所述波形数据存储在所述存储器中；

所述DAC电路用于将波形数据转化为模拟电流信号；

所述模拟通道电路用于将所述DAC电路输出的模拟电流信号的幅度放大至用户指定幅度。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的任意波形电流信号源，其特征在于，所述控制装置包括输入单元和ARM处理器，所述输入单元与所述ARM处理器控制信号连接；其中，

所述输入单元用于输入用户指令；

所述ARM处理器用于将所述用户指令转化为控制命令，并传输至FPGA。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的任意波形电流信号源，其特征在于，所述输入单元为人机界面和/或上位机。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的任意波形电流信号源，其特征在于，所述FPGA根据周期信号的频率和波形执行直接数字频率合成算法，并以频率控制字对所述存储器循环查表读数，以输出到所述DAC电路。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的任意波形电流信号源，其特征在于，所述模拟通道电路包括电流转电压电路、可控增益放大器和电压转电流电路，所述电流转电压电路的输入端与所述DAC电路的输出端连接，所述电流转电压电路的输出端依次连接可控增益放大器和电压转电流电路；其中，

所述电流转电压电路用于将所述DAC电路输出的模拟电流信号转化为电压信号；

所述可控增益放大器用于将所述电流转电压电路获得的电压信号按照用户指定的放大倍数放大；

所述电压转电流电路用于将放大后的电压信号转化为电流信号。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的任意波形电流信号源，其特征在于，所述模拟通道电路还包括第一选择开关、固定增益放大器和第二选择开关，所述第一选择开关的输入端与所述电流转电压电路的输出端连接，所述第一选择开关的第一输出端和第二输出端分别连接所述固定增益放大器和所述第二选择开关的第二输入端，所述第一选择开关的控制端与所述FPGA的输出端控制信号连接；所述固定增益放大器的输出端与所述第二选择开关的第一输入端连接，所述固定增益放大器用于按照固定放大倍数放大所述电流转电压电路获得的电压信号；所述第二选择开关的输出端与所述电压转电流电路的输入端连接，所述第二选择开关的控制端与所述FPGA的输出端控制信号连接。

7.根据权利要求5所述的基于FPGA的任意波形电流信号源，其特征在于，所述模拟通道电路还包括滤波器，所述滤波器的输入端和输出端分别连接所述可控增益放大器的输出端和所述电压转电流电路的输入端，所述滤波电路用于滤除电压信号中的毛刺和噪声。