一種通用數字型信號發生系統的製作方法
2023-10-17 20:47:19 2
一種通用數字型信號發生系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種通用數字型信號發生系統，其包括相互連接的D/A數據轉換卡和信號發生系統，信號發生系統包括參數配置模塊、典型信號發生模塊、自定義信號數據輸入模塊、自定義信號發生模塊、圖形繪製模塊和D/A轉換模塊，自定義信號數據輸入模塊用於自定義信號數據輸入方式，自定義信號數據發生模塊用於根據信號數據輸入方式輸入的數據周期性地發生自定義信號，圖形繪製模塊以圖形化方式實時繪製各通道發生的信號波形。本發明可以並行發生多通道、多形式、指定幅值和周期的電壓信號，本系統還可通過上位機實時繪製發生的信號波形，使用戶可以直觀、實時地觀測所發生的信號，具有結構簡單、通用性強等特點。
【專利說明】一種通用數字型信號發生系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及數字通信【技術領域】，尤其涉及一種通用數字型信號發生系統。
【背景技術】
[0002]信號發生系統指可以產生特定波形電信號(通常是電壓信號)的系統，在科學研究和工業測試中，常需使用不同類型的信號來檢驗系統的性能，有時甚至需要使用自定義信號，用於激發系統的動力學特性和改進系統設計。市場上已有多種信號發生器產品，但由於價格相對較高、只能發生典型波形而不能提供任意自定義信號功能等缺點，其通用性受到限制。
[0003]經過對現有技術的檢索發現，中國專利(申請號:201220592499.6，
【公開日】2013-4-17)記錄了一種函數信號發生功能模塊組合實驗儀，該實驗儀採用多個模擬電路模塊搭建函數發生器，產生典型的函數信號，便於學生理解模擬電路產生典型信號的原理，具有較好的教學使用價值。該模擬電路信號發生器，通過電阻、電感與電容的匹配來改變信號頻率、幅值等，系統相對複雜，改裝不便；另一方面，該模擬電路信號發生器只能產生正弦波、三角波、方波共三類典型波形，不能用於發生任意自定義信號。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明的目的是提供一種通用數字型信號發生系統，以解決現有技術中的不足。
[0005]為了達到上述目的，本發明的目的是通過下述技術方案實現的:
[0006]一種通用數字型信號發生系統，其中，包括相互連接的D/A數據轉換卡和信號發生系統，所述信號發生系統包括參數配置模塊、典型信號發生模塊、自定義信號數據輸入模塊、自定義信號發生模塊、圖形繪製模塊和D/A轉換模塊，所述參數配置模塊用於配置參數，所述典型信號發生模塊用於產生不同類型的信號波形，所述自定義信號數據輸入模塊用於自定義信號數據輸入方式，所述自定義信號數據發生模塊用於根據所述信號數據輸入方式輸入的數據周期性地發生自定義信號，所述圖形繪製模塊以圖形化方式實時繪製各通道發生的信號波形，所述D/A轉換模塊用於D/A數據轉換。
[0007]上述通用數字型信號發生系統，其中，所述D/A數據轉換卡與所述信號發生系統之間採用USB協議通信。
[0008]上述通用數字型信號發生系統，其中，所述典型信號發生模塊發生的信號為周期及幅值均為可調的正弦波信號或鋸齒波信號或矩形波信號或指數波信號。
[0009]上述通用數字型信號發生系統，其中，所述信號數據輸入方式包括滑鼠拖動方式、公式輸入方式和標準數據文本輸入方式。
[0010]與已有技術相比，本發明的有益效果在於:
[0011]本發明可以並行發生多通道、多形式、指定幅值和周期的電壓信號，不僅可以發生典型信號，還可以發生任意自定義信號；本系統還可通過上位機實時繪製發生的信號波形，使用戶可以直觀、實時地觀測所發生的信號，具有結構簡單、通用性強等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0013]圖1是本發明通用數字型信號發生系統的結構示意框圖；
[0014]圖2是本發明通用數字型信號發生系統的信號發生系統的人機界面示意圖；
[0015]圖3是本發明通用數字型信號發生系統所產生的發生信號波形圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0017]需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相
互組合。
[0018]參照圖1，本發明用數字型信號發生系統包括相互連接的D/A數據轉換卡和信號發生系統，信號發生系統具體為軟體，其運行在上位機的Windows作業系統中。信號發生系統包括參數配置模塊、典型信號發生模塊、自定義信號數據輸入模塊、自定義信號發生模塊、圖形繪製模塊和D/A轉換模塊，參數配置模塊用於配置參數，典型信號發生模塊用於產生不同類型的信號波形，自定義信號數據輸入模塊用於自定義信號數據輸入方式，自定義信號數據發生模塊用於根據信號數據輸入方式輸入的數據周期性地發生自定義信號，圖形繪製模塊以圖形化方式實時繪製各通道發生的信號波形，上位機實時繪製各通道發生的信號波形，使用戶可以直觀、實時地觀測所發生的信號。D/A轉換模塊用於D/A數據轉換。
[0019]在本發明的優選實施例中，D/A數據轉換卡與信號發生系統之間採用USB協議通信，典型信號發生模塊發生的信號為周期及幅值均為可調的正弦波信號或鋸齒波信號或矩形波信號或指數波信號。具體地，輸出信號單點定時Ims(定時時間與所採用數據轉換卡性能有關)，通過調整一個周期內的總數據點數和幅值即可實現典型信號周期、幅值的調節。
[0020]自定義信號數據輸入模塊，包括滑鼠拖動繪製、公式輸入、「.txt」標準數據文本輸入三種數據輸入方式。滑鼠拖動繪製方式具體是指在給定矩形區域內拖動滑鼠繪製自定義曲線，曲線的起點到終點作為一個周期，軟體根據用戶設定的點數對繪製的連續曲線進行均勻離散化生成信號數據。公式輸入方式具體是指在給定文本框中輸入公式並設定橫坐標區間，該區間作為一個周期，軟體根據用戶設定的點數對區間內公式對應的連續函數值進行均勻離散化生成信號數據。txt」標準數據文本輸入方式具體是指從文本文件讀入的數據的總行數作為一個周期的總數據點數，每一行數值代表一個離散數據點。
[0021]自定義信號發生模塊根據上述三種數據輸入方式輸入的數據周期性地發生自定義信號。
[0022]圖形繪製模塊是指由上位機實時繪製各通道發生的信號波形，使用戶可以直觀、實時地觀測所發生的信號。[0023]信號發生系統軟體的人機界面見圖2，包括開始/停止區、參數配置區、典型信號設置區、自定義信號數據生成區及圖形繪製區，人機互動通過按鈕、下拉菜單、滑杆、對話框等實現。開始/停止區具體是指「開始」發生信號的命令，採用手動單擊按鈕方式停止」發生信號的命令，採用手動單擊按鈕和自動停止兩種方式。其中自動停止方式，是指當發生的信號周期數達到預設的周期數設定值時，系統自動停止。周期數的設定通過文本框控制項實現，當輸入為0 (默認值)時為手動停止模式。
[0024]具體操作時，D/A數據轉換卡與上位機通過USB接口線連接，然後按照應用需要將D/A數據轉換卡的信號輸出端連接到具體應用電路。
[0025]打開信號發生系統軟體，在參數配置區通過下拉菜單方式設置需要發生的信號通道數為2、電壓量程為0?5V。通道0為鋸齒波信號，一個周期內的總數據點數設為100，幅值為5V ;通道I為自定義信號，在自定義信號數據生成區選擇滑鼠拖動方式，然後在彈出的窗口矩形區域內通過滑鼠拖動方式繪製自定義曲線，一個周期內的總數據點數也設為100，生成自定義信號數據。
[0026]在信號發生系統軟體的開始/停止區，輸入運行周期數2，點擊「開始」按鈕，系統開始發生信號，並在圖形繪製區同步顯示信號波形，運行2個周期後系統自動停止，發生的信號見圖3。
[0027]從上述實施例可以看出，本發明的優勢在於:
[0028]本發明可以並行發生多通道、多形式、指定幅值和周期的電壓信號，不僅可以發生典型信號，還可以發生任意自定義信號。另外，該系統還可通過上位機實時繪製發生的信號波形，使用戶可以直觀、實時地觀測所發生的信號，具有結構簡單、通用性強等特點。
[0029]以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但本發明並不限制於以上描述的具體實施例，其只是作為範例。對於本領域技術人員而言，任何等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作出的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。
【權利要求】
1.一種通用數字型信號發生系統，其特徵在於，包括相互連接的D/A數據轉換卡和信號發生系統，所述信號發生系統包括參數配置模塊、典型信號發生模塊、自定義信號數據輸入模塊、自定義信號發生模塊、圖形繪製模塊和D/A轉換模塊，所述參數配置模塊用於配置參數，所述典型信號發生模塊用於產生不同類型的信號波形，所述自定義信號數據輸入模塊用於自定義信號數據輸入方式，所述自定義信號數據發生模塊用於根據所述信號數據輸入方式輸入的數據周期性地發生自定義信號，所述圖形繪製模塊以圖形化方式實時繪製各通道發生的信號波形，所述D/A轉換模塊用於D/A數據轉換。
2.根據權利要求1所述通用數字型信號發生系統，其特徵在於，所述D/A數據轉換卡與所述信號發生系統之間採用USB協議通信。
3.根據權利要求1所述通用數字型信號發生系統，其特徵在於，所述典型信號發生模塊發生的信號為周期及幅值均為可調的正弦波信號或鋸齒波信號或矩形波信號或指數波信號。
4.根據權利要求1所述通用數字型信號發生系統，其特徵在於，所述信號數據輸入方式包括滑鼠拖動方式、公式輸入方式和標準數據文本輸入方式。
【文檔編號】G06F1/02GK103744472SQ201310694441
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】龔徵華, 徐亮, 李剛強, 章鬱泱, 周冠澤, 沈國海, 俞賓, 蔡佑林, 張巖, 陳建平, 李長海, 丁雲瀟, 王濤, 袁景淇 申請人:中國船舶工業集團公司第七〇八研究所, 上海交通大學