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1、(10)申请公布号 CN 103176412 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103176412 A *CN103176412A* (21)申请号 201110431624.5 (22)申请日 2011.12.21 G05B 19/04(2006.01) (71)申请人 北京普源精电科技有限公司 地址 102206 北京市昌平区沙河镇踩河村 156 号 (72)发明人 韩红瑞 王悦 王铁军 李维森 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 任默闻 (54) 发明名称 一种具有通道耦合功能的信号发生器及方法 (57) 摘要 本发明提供了一种具有。
2、通道耦合功能的信号 发生器及方法， 其中通道耦合功能单元包括 ： 耦 合状态设定单元、 耦合差值设定单元、 基准通道耦 合参数设定单元、 通道耦合处理单元、 参数验证单 元和参数配置单元 ； 耦合状态设定单元用于设置 通道耦合状态 ； 耦合差值设定单元用于设置通道 间的耦合参数差值 ； 基准通道耦合参数设定单元 用于设置基准通道的耦合参数 ； 通道耦合处理单 元用于根据基准通道的耦合参数和耦合参数差值 计算非基准通道的耦合参数 ； 参数验证单元用于 验证通道的耦合参数和耦合参数差值 ； 参数配置 单元用于将耦合参数发送至 FPGA。该信号发生器 通过将耦合通道分为基准通道和非基准通道， 并 设。
3、置两通道间的耦合参数差值， 从而实现了通道 间的差值耦合。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 9 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103176412 A CN 103176412 A *CN103176412A* 1/3 页 2 1. 一种具有通道耦合功能的信号发生器， 包括 ： 处理器、 FPGA、 硬件电路、 数据存储器、 输入设备和显示器 ； 其特征在于 ： 在所述处理器中包含有通道耦合功能单元， 用以设置并 实现通道间的耦合功能 ； 该通道耦合功能单元包括 ：。
4、 耦合状态设定单元、 耦合差值设定单 元、 基准通道耦合参数设定单元、 通道耦合处理单元、 参数验证单元和参数配置单元 ； 所述耦合状态设定单元， 用于设置通道耦合状态 ； 所述通道耦合状态至少包括耦合功 能的开关状态和基准通道设置 ； 所述耦合差值设定单元， 用于设置耦合通道间的耦合参数差值 ； 该耦合参数差值为非 基准通道的耦合参数相对于基准通道的耦合参数的差值 ； 所述基准通道耦合参数设定单元， 用于设置所述基准通道的耦合参数 ； 所述通道耦合处理单元， 用于协调处理各个单元的功能控制， 并根据所述基准通道的 耦合参数和耦合参数差值计算非基准通道的耦合参数 ； 所述参数验证单元， 用于验。
5、证所述通道的耦合参数和耦合参数差值是否在预先给定的 范围之内 ； 以及 所述参数配置单元， 用于将所述通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地址中。 2. 如权利要求 1 所述的具有通道耦合功能的信号发生器， 其特征在于 ： 所述耦合状态 设定单元， 包括 ： 耦合开关控制模块、 耦合开关判断模块和基准通道设置模块 ； 所述耦合开关控制模块包含耦合总开关、 频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合开 关 ； 该耦合总开关用以控制频率、 幅度、 相位三种参数耦合全部打开或关闭 ； 该频率耦合开 关用以控制频率耦合打开或关闭 ； 该幅度耦合开关用以控制幅度耦合打开或关闭 ； 该相位 耦合开。
6、关用以控制相位耦合打开或关闭 ； 其中， 所述频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦 合开关之间相互独立 ； 所述耦合开关判断模块， 用于判断是否有耦合开关打开 ； 所述基准通道设置模块， 用于当耦合开关判断模块判断无耦合开关打开时， 选择基准 通道。 3. 如权利要求 1 所述的具有通道耦合功能的信号发生器， 其特征在于 ： 所述基准通道 耦合参数设定单元， 包括 ： 基准通道判断模块、 耦合开关判断模块和基准通道耦合参数设置 模块 ； 所述基准通道判断模块， 用于判断所设置通道是否为基准通道 ； 所述耦合开关判断模块， 用于判断所设置耦合参数的耦合开关是否打开 ； 所述基准通道耦合参数设置。
7、模块， 用于当耦合开关判断模块判断所设置耦合参数的耦 合开关打开， 且基准通道判断模块判断所设置通道为基准通道时， 设置该基准通道的耦合 参数 ； 否则， 返回设置错误信息。 4. 如权利要求 1 所述的具有通道耦合功能的信号发生器， 其特征在于 ： 所述参数验证 单元， 包括 ： 参数验证范围模块、 参数验证模块、 报警提示模块 ； 所述参数验证范围模块， 用于存储各个耦合参数和耦合参数差值预先给定的范围值 ； 所述参数验证模块， 用于验证所述各个耦合参数和耦合参数差值是否在对应的预先给 定的范围之内 ； 所述报警提示模块， 用于当验证到有耦合参数或耦合参数差值超出对应的预先给定的 范围时，。
8、 则将该耦合参数或耦合参数差值设定为对应范围的极限值， 并报警提示。 权 利 要 求 书 CN 103176412 A 2 2/3 页 3 5. 如权利要求 4 所述的具有通道耦合功能的信号发生器， 其特征在于 ： 所述参数验证 单元还包括有频率-幅度调整验证模块 ； 该频率-幅度调整验证模块， 用于当频率耦合开关 和幅度耦合开关都打开时， 根据通道的频率耦合参数调整幅度耦合参数的限定范围值， 并 根据该调整后的限定范围值验证对应幅度耦合参数是否在范围之内。 6. 如权利要求 1 所述的具有通道耦合功能的信号发生器， 其特征在于 ： 在所述通道耦 合功能单元中还设置有幅度单位转换单元 ； 该幅。
9、度单位转换单元包括 ： 单位识别模块、 幅 度单位转换函数库和单位转换计算模块 ； 所述单位识别模块， 用于识别基准通道、 非基准通道的幅度参数以及幅度耦合参数差 值所设置幅度单位 ； 所述幅度单位转换函数库， 用于存储各个幅度单位之间的转换函数 ； 所述单位转换计算模块， 用于根据单位转换需要调用相应幅度单位转换函数， 进行相 应单位转换计算。 7. 如权利要求 1 所述的具有通道耦合功能的信号发生器， 其特征在于 ： 所述参数配置 单元， 包括 ： 通道参数配置模块和输出同步模块 ； 所述通道参数配置模块， 用于分别将各个通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存 放地址中 ； 所述输出。
10、同步模块， 用于向 FPGA 发出通道同步信号， 以使两通道的输出波形信号同 步。 8. 一种具有通道耦合功能的信号产生方法， 包括 ： 用户通过输入设备输入控制指令 ； 处理器根据控制指令配置通道信号的配置参数 ； FPGA 根据通道信号的配置参数生成输出 波形数据， 并由硬件电路对该输出波形数据进行调整， 最终形成用户所需的输出信号 ； 其特 征在于 ： 在所述处理器根据控制指令配置通道信号的配置参数步骤中， 设有通道耦合功能 步骤 ； 该通道耦合功能步骤包括 ： 设置通道耦合状态， 该通道耦合状态至少包括耦合功能的开关状态和基准通道设置 ； 设置耦合通道间的耦合参数差值 ； 该耦合参数差。
11、值为非基准通道的耦合参数相对于基 准通道的耦合参数的差值 ； 设置所述基准通道的耦合参数 ； 根据所述基准通道的耦合参数和耦合参数差值计算非基准通道的耦合参数 ； 验证所述通道的耦合参数和耦合参数差值是否在预先给定的范围之内 ； 将所述通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地址中。 9. 如权利要求 8 所述的具有通道耦合功能的信号产生方法， 其特征在于 ： 所述设置通 道耦合状态的步骤中， 包括 ： 判断是否有耦合开关打开 ； 当耦合开关判断模块判断无耦合开关打开时， 选择基准通道 ； 当选择基准通道后， 设置耦合开关控制模块 ； 所述耦合开关控制模块包含耦合总开关、 频率耦合开关、。
12、 幅度耦合开关、 相位耦合开关 ； 该耦合总开关用以控制频率、 幅度、 相位三种 参数耦合全部打开或关闭 ； 该频率耦合开关用以控制频率耦合打开或关闭 ； 该幅度耦合开 关用以控制幅度耦合打开或关闭 ； 该相位耦合开关用以控制相位耦合打开或关闭 ； 所述频 率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合开关之间相互独立。 权 利 要 求 书 CN 103176412 A 3 3/3 页 4 10. 如权利要求 8 所述的具有通道耦合功能的信号产生方法， 其特征在于 ： 所述设置基 准通道的耦合参数的步骤中， 包括 ： 判断所设置通道是否为基准通道 ； 判断所设置耦合参数的耦合开关是否打开 ； 当耦合开。
13、关判断模块判断所设置耦合参数的耦合开关打开， 且基准通道判断模块判断 所设置通道为基准通道时， 设置该基准通道的耦合参数 ； 否则， 返回设置错误信息。 11. 如权利要求 8 所述的具有通道耦合功能的信号产生方法， 其特征在于 ： 所述验证通 道的耦合参数和耦合参数差值的步骤中， 包括 ： 验证各个耦合参数和耦合参数差值是否在对应的预先给定的范围之内 ； 所述预先给定 的范围存储于参数验证范围模块中 ； 当验证到有耦合参数或耦合参数差值超出对应的预先给定的范围时， 则将该耦合参数 或耦合参数差值设定为对应范围的极限值， 并报警提示。 12. 如权利要求 11 所述的具有通道耦合功能的信号产生。
14、方法， 其特征在于 ： 在所述验 证通道的耦合参数和耦合参数差值的步骤中， 还包括 ： 当频率耦合开关和幅度耦合开关都打开时， 根据通道的频率耦合参数调整幅度耦合参 数的限定范围值， 并根据该调整后的限定范围值验证对应幅度耦合参数是否在范围之内。 13. 如权利要求 8 所述的具有通道耦合功能的信号产生方法， 其特征在于 ： 在所述通道 耦合功能步骤中还设有幅度单位转换步骤 ； 该幅度单位转换步骤， 包括 ： 识别基准通道、 非基准通道的幅度参数以及幅度耦合参数差值所设置幅度单位 ； 根据单位转换需要调用相应幅度单位转换函数， 进行相应单位转换计算 ； 所述幅度单 位转换函数存储于幅度单位转换。
15、函数库中。 14. 如权利要求 8 所述的具有通道耦合功能的信号产生方法， 其特征在于 ： 所述将通道 的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地址的步骤中， 包括 ： 分别将各个通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地址中 ； 向 FPGA 发出通道同步信号， 以使两通道的输出波形信号同步。 权 利 要 求 书 CN 103176412 A 4 1/9 页 5 一种具有通道耦合功能的信号发生器及方法 技术领域 0001 本发明涉及信号发生领域， 特别是一种具有通道耦合功能的信号发生器及方法。 背景技术 0002 通道耦合概念 ： 指的是两个或两个以上通道之间以某种关系或参数相互关联。
16、到一 起形成紧密配合与相互影响， 其中一个通道参数变更后， 其他通道也随着一起变更。 概括的 说通道耦合就是指两个或两个以上的通道相互依赖于对方的某一个参数。 一般通道耦合可 以包括 ： 频率耦合、 相位耦合、 幅度耦合。 频率耦合， 指的是两个或两个以上通道之间以频率 为耦合参数， 修改一个通道频率后， 其他通道的频率也随着一起变更。相位耦合， 指的是两 个或两个以上通道之间以相位为耦合参数， 修改一个通道相位后， 其他通道的相位也随着 一起变更。 幅度耦合， 指的是两个或两个以上通道之间以幅度为耦合参数， 修改一个通道幅 度后， 其他通道的幅度也随着一起变更。 0003 目前现有技术， 如。
17、 AFG3000 双通道信号源上配置了 “频率相等” 和 “电平相等” 的功 能， 属于上面所说的频率耦合、 幅度耦合中的一种特殊方式， 即频率差、 幅度差为零的情况。 当设置 “频率相等” 或 “幅度相等” 功能时， 两个通道的频率或幅度相互复制， 实现两通道的 频率或幅度完全相等的功能。 0004 然而， 现有信号发生器中所实现的通道耦合功能存在以下问题 ： 0005 1、 仅仅实现频率或幅度上的相等关系， 不能设置频率差或幅度差。不能实现频率 差或幅度差可调的功能。耦合的功能太简单。无法满足大多数实际使用需求。 0006 2、 仅仅实现单一频率、 幅度或相位的耦合关系， 但不能进行几种关。
18、系的联合耦合， 即同时满足频率、 幅度耦合， 或满足频率、 相位耦合， 或频率、 幅度、 相位三者同时耦合。 对于 需要进行多种关系联合耦合的实验需求而言， 需要不断的切换耦合类型， 操作上既麻烦又 浪费时间。 发明内容 0007 本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题， 提供一种具有通道耦合功能 的信号发生器及方法。 0008 本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的 ： 0009 一种具有通道耦合功能的信号发生器， 包括 ： 处理器、 FPGA、 硬件电路、 数据存储 器、 输入设备和显示器 ； 其特征在于 ： 在所述处理器中包含有通道耦合功能单元， 用以设置 并实现通道间的耦合功能。
19、 ； 该通道耦合功能单元包括 ： 耦合状态设定单元、 耦合差值设定 单元、 基准通道耦合参数设定单元、 通道耦合处理单元、 参数验证单元和参数配置单元 ； 0010 所述耦合状态设定单元， 用于设置通道耦合状态 ； 所述通道耦合状态至少包括耦 合功能的开关状态和基准通道设置 ； 0011 所述耦合差值设定单元， 用于设置耦合通道间的耦合参数差值 ； 该耦合参数差值 为非基准通道的耦合参数相对于基准通道的耦合参数的差值 ； 说 明 书 CN 103176412 A 5 2/9 页 6 0012 所述基准通道耦合参数设定单元， 用于设置所述基准通道的耦合参数 ； 0013 所述通道耦合处理单元， 。
20、用于协调处理各个单元的功能控制， 并根据所述基准通 道的耦合参数和耦合参数差值计算非基准通道的耦合参数 ； 0014 所述参数验证单元， 用于验证所述通道的耦合参数和耦合参数差值是否在预先给 定的范围之内 ； 以及 0015 所述参数配置单元， 用于将所述通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地 址中。 0016 所述耦合状态设定单元， 包括 ： 耦合开关控制模块、 耦合开关判断模块和基准通道 设置模块 ； 0017 所述耦合开关控制模块包含耦合总开关、 频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合 开关 ； 该耦合总开关用以控制频率、 幅度、 相位三种参数耦合全部打开或关闭 ； 该频率耦。
21、合 开关用以控制频率耦合打开或关闭 ； 该幅度耦合开关用以控制幅度耦合打开或关闭 ； 该相 位耦合开关用以控制相位耦合打开或关闭 ； 其中， 所述频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位 耦合开关之间相互独立 ； 0018 所述耦合开关判断模块， 用于判断是否有耦合开关打开 ； 0019 所述基准通道设置模块， 用于当耦合开关判断模块判断无耦合开关打开时， 选择 基准通道。 0020 所述基准通道耦合参数设定单元， 包括 ： 基准通道判断模块、 耦合开关判断模块和 基准通道耦合参数设置模块 ； 0021 所述基准通道判断模块， 用于判断所设置通道是否为基准通道 ； 0022 所述耦合开关判断模块，。
22、 用于判断所设置耦合参数的耦合开关是否打开 ； 0023 所述基准通道耦合参数设置模块， 用于当耦合开关判断模块判断所设置耦合参数 的耦合开关打开， 且基准通道判断模块判断所设置通道为基准通道时， 设置该基准通道的 耦合参数 ； 否则， 返回设置错误信息。 0024 所述参数验证单元， 包括 ： 参数验证范围模块、 参数验证模块、 报警提示模块 ； 0025 所述参数验证范围模块， 用于存储各个耦合参数和耦合参数差值预先给定的范围 值 ； 0026 所述参数验证模块， 用于验证所述各个耦合参数和耦合参数差值是否在对应的预 先给定的范围之内 ； 0027 所述报警提示模块， 用于当验证到有耦合参。
23、数或耦合参数差值超出对应的预先给 定的范围时， 则将该耦合参数或耦合参数差值设定为对应范围的极限值， 并报警提示。 0028 所述参数验证单元还包括有频率 - 幅度调整验证模块 ； 该频率 - 幅度调整验证模 块， 用于当频率耦合开关和幅度耦合开关都打开时， 根据通道的频率耦合参数调整幅度耦 合参数的限定范围值， 并根据该调整后的限定范围值验证对应幅度耦合参数是否在范围之 内。 0029 在所述通道耦合功能单元中还设置有幅度单位转换单元 ； 该幅度单位转换单元包 括 ： 单位识别模块、 幅度单位转换函数库和单位转换计算模块 ； 0030 所述单位识别模块， 用于识别基准通道、 非基准通道的幅度。
24、参数以及幅度耦合参 数差值所设置幅度单位 ； 说 明 书 CN 103176412 A 6 3/9 页 7 0031 所述幅度单位转换函数库， 用于存储各个幅度单位之间的转换函数 ； 0032 所述单位转换计算模块， 用于根据单位转换需要调用相应幅度单位转换函数， 进 行相应单位转换计算。 0033 所述参数配置单元， 包括 ： 通道参数配置模块和输出同步模块 ； 0034 所述通道参数配置模块， 用于分别将各个通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数 据存放地址中 ； 0035 所述输出同步模块， 用于向 FPGA 发出通道同步信号， 以使两通道的输出波形信号 同步。 0036 一种具有通道。
25、耦合功能的信号产生方法， 包括 ： 用户通过输入设备输入控制指令 ； 处理器根据控制指令配置通道信号的配置参数 ； FPGA 根据通道信号的配置参数生成输出 波形数据， 并由硬件电路对该输出波形数据进行调整， 最终形成用户所需的输出信号 ； 其特 征在于 ： 在所述处理器根据控制指令配置通道信号的配置参数步骤中， 设有通道耦合功能 步骤 ； 该通道耦合功能步骤包括 ： 0037 设置通道耦合状态， 该通道耦合状态至少包括耦合功能的开关状态和基准通道设 置 ； 0038 设置耦合通道间的耦合参数差值 ； 该耦合参数差值为非基准通道的耦合参数相对 于基准通道的耦合参数的差值 ； 0039 设置所述。
26、基准通道的耦合参数 ； 0040 根据所述基准通道的耦合参数和耦合参数差值计算非基准通道的耦合参数 ； 0041 验证所述通道的耦合参数和耦合参数差值是否在预先给定的范围之内 ； 0042 将所述通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地址中。 0043 所述设置通道耦合状态的步骤中， 包括 ： 0044 判断是否有耦合开关打开 ； 0045 当耦合开关判断模块判断无耦合开关打开时， 选择基准通道 ； 0046 当选择基准通道后， 设置耦合开关控制模块 ； 所述耦合开关控制模块包含耦合总 开关、 频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合开关 ； 该耦合总开关用以控制频率、 幅度、 相 位。
27、三种参数耦合全部打开或关闭 ； 该频率耦合开关用以控制频率耦合打开或关闭 ； 该幅度 耦合开关用以控制幅度耦合打开或关闭 ； 该相位耦合开关用以控制相位耦合打开或关闭 ； 所述频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合开关之间相互独立。 0047 所述设置基准通道的耦合参数的步骤中， 包括 ： 0048 判断所设置通道是否为基准通道 ； 0049 判断所设置耦合参数的耦合开关是否打开 ； 0050 当耦合开关判断模块判断所设置耦合参数的耦合开关打开， 且基准通道判断模块 判断所设置通道为基准通道时， 设置该基准通道的耦合参数 ； 否则， 返回设置错误信息。 0051 所述验证通道的耦合参数和耦合。
28、参数差值的步骤中， 包括 ： 0052 验证各个耦合参数和耦合参数差值是否在对应的预先给定的范围之内 ； 所述预先 给定的范围存储于参数验证范围模块中 ； 0053 当验证到有耦合参数或耦合参数差值超出对应的预先给定的范围时， 则将该耦合 参数或耦合参数差值设定为对应范围的极限值， 并报警提示。 说 明 书 CN 103176412 A 7 4/9 页 8 0054 在所述验证通道的耦合参数和耦合参数差值的步骤中， 还包括 ： 0055 当频率耦合开关和幅度耦合开关都打开时， 根据通道的频率耦合参数调整幅度耦 合参数的限定范围值， 并根据该调整后的限定范围值验证对应幅度耦合参数是否在范围之 内。
29、。 0056 在所述通道耦合功能步骤中还设有幅度单位转换步骤 ； 该幅度单位转换步骤， 包 括 ： 0057 识别基准通道、 非基准通道的幅度参数以及幅度耦合参数差值所设置幅度单位 ； 0058 根据单位转换需要调用相应幅度单位转换函数， 进行相应单位转换计算 ； 所述幅 度单位转换函数存储于幅度单位转换函数库中。 0059 所述将通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地址的步骤中， 包括 ： 0060 分别将各个通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地址中 ； 0061 向 FPGA 发出通道同步信号， 以使两通道的输出波形信号同步。 0062 通过本发明实施例， 将耦合通道。
30、分为基准通道和非基准通道， 并设置两通道间的 耦合参数差值， 从而实现了通道间的差值耦合。 0063 通过在耦合状态设定单元中设置相互独立的各个参数耦合开关， 使得用户可以任 意选择其中一个、 两个或全部打开耦合。 0064 通过在参数验证单元中设置有频率 - 幅度调整验证模块， 以在频率验证的同时间 接进行幅度验证， 保障了系统工作在正常工作状态下。 0065 通过设置幅度单位转换单元进行不同幅度单位间的转换。 附图说明 0066 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 并不 构成对本发明的限定。在附图中 ： 0067 图 1 为一般信号发生器整体系统结构图 ；。
31、 0068 图 2 为通道耦合功能单元的结构图 ； 0069 图 3 为通道耦合功能方法的流程图。 具体实施方式 0070 为使本发明的目的、 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 本发明做进一步详细说明。 在此， 本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明， 但并 不作为对本发明的限定。 0071 图 1 为一般信号发生器整体系统结构图。如图所说， 信号发生器一般包括 ： 处理 器、 FPGA、 硬件电路、 数据存储器、 输入设备、 显示器。 0072 所述处理器是信号发生器的核心部件， 负责处理系统各种状态， 处理指令输入、 界 面显示， 数据的存储和读取， 数据的。
32、配置和调节， 系统各种功能的实现， 各种信号的控制和 系统的正常运行等等。 0073 所述FPGA是一个介于处理器和硬件电路之间的部件， 主要使用其DDS信号发生器 来产生波形数据输出， 也利用其译码和扩展来跟硬件电路进行通讯和控制。 0074 所述硬件电路为整个系统的支撑部件， 包括电源部分、 DAC 部分、 信号调理部分、 接 说 明 书 CN 103176412 A 8 5/9 页 9 口部分。电源部分为整个系统提供电源。DAC 部分将波形数据转换成模拟信号。信号调理 部分对该模拟信号进行放大或衰减， 使信号达到用户设定值。接口部分提供硬件的接口。 0075 所述数据存储器用于存储系统的。
33、设置状态参数、 波形数据和系统运行需要的数 据。 0076 所述输入设备用以输入用户的控制指令， 用来实现切换不同的波形、 修改状态、 设 置参数、 控制设备等。 0077 所述显示器用以显示系统的状态、 信息、 参数显示。 0078 其中， 在所述处理器中包含有通道耦合功能单元， 用以设置并实现通道间的耦合 功能。图 2 为通道耦合功能单元的结构图。如图所示， 该通道耦合功能单元包括 ： 耦合状态 设定单元、 耦合差值设定单元、 基准通道耦合参数设定单元、 通道耦合处理单元、 参数验证 单元和参数配置单元。 0079 所述耦合状态设定单元， 用于设置通道耦合状态。所述通道耦合状态至少包括耦 。
34、合功能的开关状态和基准通道设置。 在本发明中， 将耦合通道分为基准通道和非基准通道。 在耦合状态下， 只有基准通道的耦合参数可以改变， 非基准通道的耦合参数只能随着基准 通道改变而改变。 两通道的耦合参数保持一定的差值， 从而实现具有一定差值的耦合关系。 0080 所述耦合差值设定单元， 用于设置耦合通道间的耦合参数差值。本发明具体支持 基于信号频率、 幅度、 相位的耦合关系， 因此该耦合参数差值也具体包含有频率差值、 幅度 差值、 相位差值。 而本发明中， 该耦合参数差值定义为非基准通道的耦合参数相对于基准通 道的耦合参数的差值。具体来说， 基于下述运算公式关系 ： 0081 频率耦合 ： 。
35、Ft Fb+Fdev 0082 相位耦合 ： Pt Pb+Pdev 0083 幅度耦合 ： At Ab+Adev 0084 其中， Ft 是非基准通道频率， Fb 是基准通道频率， Fdev 是频率耦合差值。Pt 是非 基准通道相位， Pb 是基准通道相位， Pdev 是相位耦合差值。At 是非基准通道幅度， Ab 是基 准通道幅度， Adev 是幅度耦合差值。 0085 应当指出， 上述所给出的基准通道耦合参数、 非基准通道耦合参数、 耦合参数差值 三者之间的运算关系， 仅为本实施例中所采用的运算关系。如果反之将耦合参数差值定义 为基准通道的耦合参数相对于非基准通道的耦合参数的差值， 亦无不。
36、可， 也应在本发明的 保护范围之内。 0086 所述基准通道耦合参数设定单元， 用于设置所述基准通道的耦合参数。 如前所述， 本发明中耦合参数具体可以包含有频率参数、 幅度参数、 相位参数。 0087 所述通道耦合处理单元， 用于协调处理各个单元的功能控制， 并根据所述基准通 道的耦合参数和耦合参数差值计算非基准通道的耦合参数。 0088 所述参数验证单元， 用于验证所述通道的耦合参数 ( 包括基准通道和非基准通道 的耦合参数 ) 和耦合参数差值是否在预先给定的范围之内。由于， 通道耦合参数和耦合参 数差值均应在一个合理的范围之内， 如果超出这个范围则会使参数值出现错误， 系统不能 正常工作。。
37、因此， 这里预先在参数验证单元中存储各个耦合参数和耦合参数差值的合理范 围， 以对其数值的合理性进行判断。依据一般经验， 频率差值范围为 160MHz， 相位差值范 围为 360， 幅度差值范围为 20Vpp。而频率、 幅度和相位的具体范围一般与各个仪器 说 明 书 CN 103176412 A 9 6/9 页 10 本身有关。 0089 所述参数配置单元， 用于将所述通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数据存放地 址中， 以进行后续信号生成处理。 0090 上述本发明所设计的具有通道耦合功能的信号发生器， 通过将耦合通道分为基准 通道和非基准通道， 并设置两通道间的耦合参数差值。 在耦合状。
38、态下， 只有基准通道的耦合 参数可以改变， 非基准通道的耦合参数只能随着基准通道改变而改变， 从而实现了通道间 的差值耦合。通过该信号发生器不仅可以等差值通道耦合， 还可以通过不断修改耦合参数 差值来产生对应耦合参数差值不断变化的波形输出， 丰富了信号发生器的通道耦合形式。 0091 并且， 本发明不仅提供现有技术中单一频率、 幅度或相位的通道耦合关系。 还可以 提供关于这几种耦合参数的组合耦合方式， 即用户可以同时使用任意两种耦合参数进行通 道耦合， 或同时使用全部三种耦合参数进行通道耦合。 0092 为了实现上述功能， 所述耦合状态设定单元， 包括 ： 耦合开关控制模块、 耦合开关 判断模。
39、块和基准通道设置模块。 0093 所述耦合开关控制模块包含耦合总开关、 频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合 开关。该耦合总开关用以控制频率、 幅度、 相位三种参数耦合全部打开或关闭 ； 该频率耦合 开关用以控制频率耦合打开或关闭 ； 该幅度耦合开关用以控制幅度耦合打开或关闭 ； 该相 位耦合开关用以控制相位耦合打开或关闭。其中， 所述频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位 耦合开关之间相互独立。也就是说， 用户可以通过操作该频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相 位耦合开关来任意选择其中一个、 两个或全部打开耦合。 0094 应当指出， 打开耦合需要满足通道耦合条件， 如果不满足则无法打开耦合。
40、功能。 该 通道耦合的条件为 ： 两通道均为基本波 ( 正弦、 方波、 锯齿波、 任意波和 User) 模式时有效， 但任意波和 User 为 “DC” 时耦合功能无效。 0095 所述耦合开关判断模块， 用于判断是否有耦合开关打开。 0096 所述基准通道设置模块， 用于当耦合开关判断模块判断无耦合开关打开时， 选择 基准通道。如果耦合打开仍然可以修改耦合基准通道设置， 则反复切换几次耦合基准通道 后， 两个通道耦合参数便会全部被修改， 非常不合理。 因此， 用户只被允许在耦合关闭时， 选 择一个通道作为基准通道， 而耦合打开后则不能更改耦合基准通道设置。 0097 所述基准通道耦合参数设定。
41、单元， 包括 ： 基准通道判断模块、 耦合开关判断模块和 基准通道耦合参数设置模块。 0098 所述基准通道判断模块， 用于判断所设置通道是否为基准通道。 0099 所述耦合开关判断模块， 用于判断所设置耦合参数的耦合开关是否打开。 0100 所述基准通道耦合参数设置模块， 用于当耦合开关判断模块判断所设置耦合参数 的耦合开关打开， 且基准通道判断模块判断所设置通道为基准通道时， 设置该基准通道的 耦合参数 ； 否则， 返回设置错误信息。 0101 所述参数验证单元， 包括 ： 参数验证范围模块、 参数验证模块、 报警提示模块。 0102 所述参数验证范围模块， 用于存储各个耦合参数和耦合参数。
42、差值预先给定的范围 值。 0103 所述参数验证模块， 用于验证所述各个耦合参数和耦合参数差值是否在对应的预 先给定的范围之内。 说 明 书 CN 103176412 A 10 7/9 页 11 0104 所述报警提示模块， 用于当验证到有耦合参数或耦合参数差值超出对应的预先给 定的范围时， 则将该耦合参数或耦合参数差值设定为对应范围的极限值， 并报警提示。 0105 另外， 由于信号发生器的最大输出幅度会受到输出频率的影响。 例如， 如果输出频 率小于25MHz时最大输出幅度为20Vpp， 小于100MHz时最大输出幅度为10Vpp， 大于100MHz 时最大输出幅度为 5Vpp。因此如果用。
43、户同时打开频率耦合和幅度耦合时， 修改频率耦合差 值或修改基准通道频率参数时， 都需要对各通道的幅度参数进行验证， 以便幅度耦合正确。 0106 具体来讲， 所述参数验证单元还包括有频率 - 幅度调整验证模块。该频率 - 幅度 调整验证模块， 用于当频率耦合开关和幅度耦合开关都打开时， 根据通道的频率耦合参数 ( 包括基准通道和非基准通道的频率耦合参数 ) 调整幅度耦合参数的限定范围值， 并根据 该调整后的限定范围值验证对应幅度耦合参数是否在范围之内。同样， 如果验证幅度耦合 参数超出调整后的限定范围值， 报警提示模块也会将该幅度耦合参数设定为对应范围的极 限值， 并报警提示。 0107 信号。
44、发生器对于信号幅度值的描述往往支持三种单位 ： Vpp、 Vrms、 dBm。当用户在 不同的应用中往往会使用不同的幅度单位。当耦合功能打开时， 如果用户设置两个通道之 间的幅度单位为不同的幅度单位， 直接进行耦合运算会导致错误产生。 因此， 本发明为了解 决这个问题， 在该通道耦合功能单元中还设置了幅度单位转换单元。 该幅度单位转换单元， 包括 ： 单位识别模块、 幅度单位转换函数库和单位转换计算模块。 0108 所述单位识别模块， 用于识别基准通道、 非基准通道的幅度参数以及幅度耦合参 数差值所设置幅度单位。 0109 所述幅度单位转换函数库， 用于存储各个幅度单位之间的转换函数。这其中应。
45、当 包括 ： Vpp- Vrms， Vrms- Vpp， Vpp- dBm， dBm- Vpp， Vrms- dBm， dBm- Vrms 几 个转换函数。 转换函数的实现是按照当前输出波形和当前负载阻抗(用户设置的)， 按照标 准公式进行的转换。 0110 所述单位转换计算模块， 用于根据单位转换需要调用相应幅度单位转换函数， 进 行相应单位转换计算。 0111 例如， 通道1幅度为1Vpp， 通道2幅度单位为Vrms， 基准通道设置为通道1， 幅度耦 合差值为 +1Vpp。通道 2 的幅度应该是 ： 1Vpp+1Vpp 2Vpp， 然后调用 Vpp- Vrms 转换模 块， 将 2Vpp 。
46、转换成 Vrms 单位下的数值， 赋值给通道 2 幅度参数。 0112 所述参数配置单元， 包括 ： 通道参数配置模块和输出同步模块。 0113 所述通道参数配置模块， 用于分别将各个通道的耦合参数发送至 FPGA 对应的数 据存放地址中。 0114 所述输出同步模块， 用于向 FPGA 发出通道同步信号， 以使两通道的输出波形信号 同步。 0115 另外， 该通道耦合功能单元中还设有数据存取处理单元。 该数据存取处理单元， 用 于将通道耦合功能单元的各种状态和参数发送至数据存储器中进行存储。这样， 在下次开 机后系统仍然可以直接使用之前的通道耦合状态参数设置， 而无需重新进行设置， 减少用 。
47、户的重复操作。 0116 对于一般信号发生器其信号发生方法， 包括 ： 用户通过输入设备输入控制指令 ； 处理器根据控制指令配置通道信号的配置参数 ； FPGA 根据通道信号的配置参数生成输出 说 明 书 CN 103176412 A 11 8/9 页 12 波形数据， 并由硬件电路对该输出波形数据进行调整， 最终形成用户所需的输出信号。 0117 其中， 在处理器根据控制指令配置通道信号的配置参数步骤中， 设有通道耦合功 能步骤。如图 3 所示， 该通道耦合功能步骤具体包括 ： 0118 设置通道耦合状态， 该通道耦合状态至少包括耦合功能的开关状态和基准通道设 置。 0119 设置耦合通道间。
48、的耦合参数差值 ； 该耦合参数差值具体包含有频率差值、 幅度差 值、 相位差值。 0120 设置所述基准通道的耦合参数 ； 该耦合参数包含有频率参数、 幅度参数、 相位参 数。 0121 根据所述基准通道的耦合参数和耦合参数差值计算非基准通道的耦合参数。 0122 验证所述通道的耦合参数(包括基准通道和非基准通道的耦合参数)和耦合参数 差值是否在预先给定的范围之内。 依据一般经验， 所述耦合参数差值的范围 ： 频率差值范围 为160MHz， 相位差值范围为360， 幅度差值范围为20Vpp。 而频率、 幅度和相位的具 体范围一般与各个仪器本身有关。 0123 将所述通道的耦合参数发送至 FPG。
49、A 对应的数据存放地址中。 0124 所述设置通道耦合状态的步骤中， 包括 ： 0125 判断是否有耦合开关打开。 0126 当耦合开关判断模块判断无耦合开关打开时， 选择基准通道。 0127 当选择基准通道后， 设置耦合开关控制模块 ； 所述耦合开关控制模块包含耦合总 开关、 频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合开关。该耦合总开关用以控制频率、 幅度、 相 位三种参数耦合全部打开或关闭 ； 该频率耦合开关用以控制频率耦合打开或关闭 ； 该幅度 耦合开关用以控制幅度耦合打开或关闭 ； 该相位耦合开关用以控制相位耦合打开或关闭。 其中， 所述频率耦合开关、 幅度耦合开关、 相位耦合开关之间相互独立。 0128 所述设置。