[发明专利]一种基于多DAC的宽带高精度任意波形合成方法

说明书

本发明公开了一种基于多DAC的宽带高精度任意波形合成方法，通过配置采样时钟的相位和采样点的分解以实现采样率的提升和分辨率的提升。假设有2^Q个DAC的并行结构，均分为a组分辨率提升结构，每组2^b个DAC，通过该分配方式可以将系统的采样率提升a倍，分辨率提升b倍；这样使得本发明可以通过灵活的配置方法，自由的选择采样率和分辨率的提升倍数，具有非常好的扩展性和灵活性，能够适应当今社会对信号合成的需求。

技术领域

本发明属于波形发生器技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于多DAC的宽带高精度任意波形合成方法。

背景技术

任意波形发生器是一种广泛应用于电子装备、设备研制、生产和维护保障的信号源，可解决真实信号场景难以复现或风险代价极高等问题。如雷达的整机调试和性能鉴定，全部采用真实目标(如飞机)给雷达提供测试信号，不仅花费大量的人力和物力，影响研制进度，甚至在某些情况下(如恶劣天气)无法实现，宽带高精度的任意波形发生器是解决这一难题的理想工具。随着现代通信、航空航天探测、人工智能、雷达侦查等相关电子信息领域的高速发展，电子系统变得越来越庞大，电子信号的复杂程度也越来越高，尤其是信号的频率范围不断拓宽，信号的偶发性、瞬时性也迅速增长，因此对于作为测试设备的任意波形发生器也提出了更高精度和带宽的要求。

在基于DDS技术的任意波形发生器中，采样率决定了输出信号带宽，垂直分辨率决定了输出信号精度。提升任意波形发生器采样率和垂直分辨率最直接的方法是选用高采样率和高垂直分辨率的数模转换器(DAC)，但是在高性能商用芯片受限的背景下，提高系统采样率和垂直分辨率有效的途径是从系统级设计下手。在现有的方法中，可以通过并行伪插值技术、分相并行存储技术打破器件限制实现采样率的提升，但对于垂直分辨率提升的方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多DAC的宽带高精度任意波形合成方法，采用低精度的数模转换器DAC实现高精度的任意波形合成，这样利用DAC资源提升采样率和垂直分辨率，生成所需要的信号。

为实现上述发明目的，本发明一种基于多DAC的宽带高精度任意波形合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、参数设定；

设定DAC个数为2^Q，DAC的垂直分辨率n_DAC；设定采样率提升倍数a和垂直分辨率提升位数b，a≤2^Q，b≤Q，且a·2^b＝2^Q；

(2)、根据采样率提升倍数和垂直分辨率提升位数对DAC进行分组；

将DAC依次均分为a组，每组2^b个；其中，每组的2^b个DAC用于提升b位垂直分辨率，a组用于提升a倍的系统采样率；

(3)、计算待合成波形数据的二进制分辨率；

根据DAC的垂直分辨率n_DAC和垂直分辨率提升位数b，上位机计算的待合成波形数据的二进制分辨率为n_DAC+b位；

(4)、上位机通过PCIe总线接口将二进制分辨率为n_DAC+b的待合成波形数据和对应的控制命令发送给FPGA；

其中，控制命令包括：用户设置的存储器地址、待合成的波形数据长度、DAC的采样时钟频率f_s、采样率提升倍数a和垂直分辨率提升位数b；

(5)、设置采样时钟频率及相位；