一种多通道正弦信号发生器及多通道正弦信号发生方法
专利汇可以提供一种多通道正弦信号发生器及多通道正弦信号发生方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种多通道正弦 信号 发生器及多通道正弦信号发生方法，可以直接产生几十甚至上百通道的正弦信号，每个信号的幅度、 频率 、初始 相位 均可数字设置；能实现全部或若干个通道信号同步，同频信号间可以设置 相位差 。 波形 发生 电路 由单片 可编程逻辑器件 及多路模拟单元组成；每个模拟单元受幅度 控制信号 、相频控制信号、公用的基频方波信号控制；可编程逻辑器件驱动N通道模拟单元的控制线最少为2N+1条。本发明的波形发生电路不使用 存储器 、DAC、模拟乘法器，只用1片可编程逻辑器件、N个模拟多路 开关 、N个四运放、N个双运放， 硬件 成本低、模拟电路简单。特别适合要求通道数众多、通道同步、通道隔离等一个或多个特征的应用场合。，下面是一种多通道正弦信号发生器及多通道正弦信号发生方法专利的具体信息内容。
1.一种多通道正弦信号发生器，其特征在于它是由单片可编程逻辑器件和模拟信号处理单元组成，可编程逻辑器件内置了接口电路、时钟发生电路和控制逻辑单元，接口电路分别连接微处理器和控制逻辑单元，时钟发生电路分别连接外部晶振和控制逻辑单元，控制逻辑单元包括参数设置电路、数控振荡器和数据比较器，接口电路连接参数设置电路，参数设置电路分别连接数控振荡器和数据比较器，时钟发生电路、接口电路分别连接数控振荡器，数据比较器连接时钟发生电路，数控振荡器和数据比较器分别连接模拟信号处理单元。
2.根据权利要求1所述的一种多通道正弦信号发生器，其特征在于所述的接口电路包括微处理器接口单元和锁存器，微处理器连接微处理器接口单元，微处理器接口单元连接锁存器，锁存器连接逻辑控制单元。
3.根据权利要求2所述的一种多通道正弦信号发生器，其特征在于所述的时钟发生电路包括数字锁相环倍频单元、偶数分频单元和计数器分频单元，外部晶振连接数字锁相环倍频单元，数字锁相环倍频单元分别连接偶数分频单元和计数器分频单元，偶数分频单元和计数器分频单元分别连接逻辑控制单元。
4.根据权利要求3所述的一种多通道正弦信号发生器，其特征在于所述的模拟信号处理单元包括依次连接的第一级二选一模拟开关、有源低通滤波单元、第二级二选一模拟开关、第一级差动放大器、第一级无源低通滤波单元、第三级二选一模拟开关、第二级差动放大器和第二级无源低通滤波单元，逻辑控制单元连接第一级二选一模拟开关和第三级二选一模拟开关，时钟发生单元连接第二级二选一模拟开关，第二级无源低通滤波单元输出同相放大后即为所需最终输出。
5.根据权利要求1所述的一种多通道正弦信号发生方法，其信号发生电路包括一个可编程逻辑器件与多路模拟信号变换单元组成，可编程逻辑器件内置了接口电路、时钟发生电路及若干路控制逻辑单元，其特征在于它包括以下步骤：
（1）接口电路将微处理器的串行总线转换成内部并行总线，以设置各通道正弦信号的幅度、频率、初始相位；接口电路锁存通道同步控制字SYN，全局同步SRST信号由微处理器控制；
（2）时钟发生电路产生系统时钟Fsys、由Fsys偶数分频产生公用的基频方波信号FBAS、由Fsys二进制计数器分频产生的时钟数组Fout；
（3）每个控制逻辑单元产生幅度控制信号PWM、相频控制信号FSET；在每个控制逻辑单元中，数组Fout与幅度字比较，数据比较器的输出（小于等于逻辑关系）即为幅度控制信号PWM；带相位预置功能的数控振荡器的输入为频率字和相位字，工作时钟为Fsys，复位由全局同步信号SRST和通道同步信号SYN控制，数控振荡器的最高位输出即是相频控制信号FSET；模拟变换单元产生的正弦信号频率为相频控制信号FSET与基频方波信号FBAS频率之差；
（4）每个模拟变换单元受其专属的幅度控制信号PWM、相频控制信号FSET和公用的基频方波信号FBAS控制，产生正弦信号，可编程逻辑器件驱动N路模拟信号变换单元的最少控制线为2N+1条，可编程逻辑器件的型号和封装可根据通道数及信号指标来确定；
（5）每路正弦波的幅度、频率、初始相位可以独立设置；可以实现所有通道或多个通道间正弦信号同步；当任意两通道信号同频后，同步控制后，两信号的相位差与对应的初始相位字之差相同；
（6）模拟信号变换单元增加隔离DC-DC电源芯片及高速光耦/磁耦后，可实现模拟信号变换单元的电气隔离，满足电气隔离的应用场合；将多通道隔离正弦信号串联使用，能产生大范围变化的波形信号，能产生多分量叠加的复杂波形信号，能产生谐波信号。
一种多通道正弦信号发生器及多通道正弦信号发生方法
2、所述的时钟发生电路包括数字锁相环倍频单元、偶数分频单元和计数器分频单元，外部晶振连接数字锁相环倍频单元，数字锁相环倍频单元分别连接偶数分频单元和计数器分频单元，偶数分频单元和计数器分频单元分别连接控制逻辑单元；
3、所述的模拟信号处理单元包括依次连接的第一级二选一模拟开关、有源低通滤波单元、第二级二选一模拟开关、第一级差动放大器、第一级无源低通滤波单元、第三级二选一模拟开关、第二级差动放大器和第二级无源低通滤波单元，控制逻辑单元连接第一级二选一模拟开关和第三级二选一模拟开关，时钟发生单元连接第三级二选一模拟开关，第二级无源低通滤波单元输出同相放大后即为所需最终输出。
（2）时钟发生电路产生系统时钟Fsys、由Fsys偶数分频产生公用的基频方波信号FBAS、由Fsys二进制计数器分频产生的时钟数组Fout；
（3）每个控制逻辑单元产生幅度控制信号PWM、相频控制信号FSET；在每个控制逻辑单元中，数组Fout与幅度字比较，数据比较器的输出（小于等于逻辑关系）即为幅度控制信号PWM；带相位预置功能的数控振荡器的设置参数为频率字和相位字，工作时钟为Fsys，复位由全局同步信号SRST和通道同步信号SYN控制，数控振荡器的最高位输出即是相频控制信号FSET；模拟变换单元产生的正弦信号频率为相频控制信号FSET与基频方波信号FBAS频率之差；
（4）每个模拟变换单元受其专属的幅度控制信号PWM、相频控制信号FSET和公用的基频方波信号FBAS控制，产生正弦信号，可编程逻辑器件驱动N路模拟信号变换单元的最少控制线为2N+1条，可编程逻辑器件的型号和封装可根据通道数及信号指标来确定；
（5）每路正弦波的幅度、频率、初始相位可以独立设置；可以实现所有通道或多个通道间正弦信号同步；当任意两通道信号同频时，同步控制后，两信号的相位差与对应的初始相位字之差相同；
（6）模拟信号变换单元增加隔离DC-DC电源芯片及高速光耦/磁耦后，可实现模拟信号变换单元的电气隔离，满足电气隔离的应用场合；将多通道隔离正弦信号串联使用，能产生大范围变化的波形信号，能产生多分量叠加的复杂波形信号，能产生谐波信号。
120个电路完全相同的模拟信号变换单元组成。图5中的FPGA内置了接口电路、时钟系统发生电路、120路结构相同的控制逻辑单元，FBAS缓冲后经FPGA多个引脚输出以满足120通道的驱动要求。每个控制逻辑单元与模拟变换单元功能指标同与第一种实施方案一致。
10个电路完全相同的模拟信号变换单元组成。
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