一种通用数字型信号发生系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种通用数字型信号发生系统，其包括相互连接的D/A数据转换卡和信号发生系统，信号发生系统包括参数配置模块、典型信号发生模块、自定义信号数据输入模块、自定义信号发生模块、图形绘制模块和D/A转换模块，自定义信号数据输入模块用于自定义信号数据输入方式，自定义信号数据发生模块用于根据信号数据输入方式输入的数据周期性地发生自定义信号，图形绘制模块以图形化方式实时绘制各通道发生的信号波形。本发明可以并行发生多通道、多形式、指定幅值和周期的电压信号，本系统还可通过上位机实时绘制发生的信号波形，使用户可以直观、实时地观测所发生的信号，具有结构简单、通用性强等特点。
【专利说明】一种通用数字型信号发生系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字通信【技术领域】，尤其涉及一种通用数字型信号发生系统。
【背景技术】
[0002]信号发生系统指可以产生特定波形电信号(通常是电压信号)的系统，在科学研究和工业测试中，常需使用不同类型的信号来检验系统的性能，有时甚至需要使用自定义信号，用于激发系统的动力学特性和改进系统设计。市场上已有多种信号发生器产品，但由于价格相对较高、只能发生典型波形而不能提供任意自定义信号功能等缺点，其通用性受到限制。
[0003]经过对现有技术的检索发现，中国专利(申请号:201220592499.6，
【公开日】2013-4-17)记录了一种函数信号发生功能模块组合实验仪，该实验仪采用多个模拟电路模块搭建函数发生器，产生典型的函数信号，便于学生理解模拟电路产生典型信号的原理，具有较好的教学使用价值。该模拟电路信号发生器，通过电阻、电感与电容的匹配来改变信号频率、幅值等，系统相对复杂，改装不便；另一方面，该模拟电路信号发生器只能产生正弦波、三角波、方波共三类典型波形，不能用于发生任意自定义信号。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种通用数字型信号发生系统，以解决现有技术中的不足。
[0005]为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
[0006]一种通用数字型信号发生系统，其中，包括相互连接的D/A数据转换卡和信号发生系统，所述信号发生系统包括参数配置模块、典型信号发生模块、自定义信号数据输入模块、自定义信号发生模块、图形绘制模块和D/A转换模块，所述参数配置模块用于配置参数，所述典型信号发生模块用于产生不同类型的信号波形，所述自定义信号数据输入模块用于自定义信号数据输入方式，所述自定义信号数据发生模块用于根据所述信号数据输入方式输入的数据周期性地发生自定义信号，所述图形绘制模块以图形化方式实时绘制各通道发生的信号波形，所述D/A转换模块用于D/A数据转换。
[0007]上述通用数字型信号发生系统，其中，所述D/A数据转换卡与所述信号发生系统之间采用USB协议通信。
[0008]上述通用数字型信号发生系统，其中，所述典型信号发生模块发生的信号为周期及幅值均为可调的正弦波信号或锯齿波信号或矩形波信号或指数波信号。
[0009]上述通用数字型信号发生系统，其中，所述信号数据输入方式包括鼠标拖动方式、公式输入方式和标准数据文本输入方式。
[0010]与已有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0011]本发明可以并行发生多通道、多形式、指定幅值和周期的电压信号，不仅可以发生典型信号，还可以发生任意自定义信号；本系统还可通过上位机实时绘制发生的信号波形，使用户可以直观、实时地观测所发生的信号，具有结构简单、通用性强等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0013]图1是本发明通用数字型信号发生系统的结构示意框图；
[0014]图2是本发明通用数字型信号发生系统的信号发生系统的人机界面示意图；
[0015]图3是本发明通用数字型信号发生系统所产生的发生信号波形图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
[0018]参照图1，本发明用数字型信号发生系统包括相互连接的D/A数据转换卡和信号发生系统，信号发生系统具体为软件，其运行在上位机的Windows操作系统中。信号发生系统包括参数配置模块、典型信号发生模块、自定义信号数据输入模块、自定义信号发生模块、图形绘制模块和D/A转换模块，参数配置模块用于配置参数，典型信号发生模块用于产生不同类型的信号波形，自定义信号数据输入模块用于自定义信号数据输入方式，自定义信号数据发生模块用于根据信号数据输入方式输入的数据周期性地发生自定义信号，图形绘制模块以图形化方式实时绘制各通道发生的信号波形，上位机实时绘制各通道发生的信号波形，使用户可以直观、实时地观测所发生的信号。D/A转换模块用于D/A数据转换。
[0019]在本发明的优选实施例中，D/A数据转换卡与信号发生系统之间采用USB协议通信，典型信号发生模块发生的信号为周期及幅值均为可调的正弦波信号或锯齿波信号或矩形波信号或指数波信号。具体地，输出信号单点定时Ims(定时时间与所采用数据转换卡性能有关)，通过调整一个周期内的总数据点数和幅值即可实现典型信号周期、幅值的调节。
[0020]自定义信号数据输入模块，包括鼠标拖动绘制、公式输入、“.txt”标准数据文本输入三种数据输入方式。鼠标拖动绘制方式具体是指在给定矩形区域内拖动鼠标绘制自定义曲线，曲线的起点到终点作为一个周期，软件根据用户设定的点数对绘制的连续曲线进行均匀离散化生成信号数据。公式输入方式具体是指在给定文本框中输入公式并设定横坐标区间，该区间作为一个周期，软件根据用户设定的点数对区间内公式对应的连续函数值进行均匀离散化生成信号数据。txt”标准数据文本输入方式具体是指从文本文件读入的数据的总行数作为一个周期的总数据点数，每一行数值代表一个离散数据点。
[0021]自定义信号发生模块根据上述三种数据输入方式输入的数据周期性地发生自定义信号。
[0022]图形绘制模块是指由上位机实时绘制各通道发生的信号波形，使用户可以直观、实时地观测所发生的信号。[0023]信号发生系统软件的人机界面见图2，包括开始/停止区、参数配置区、典型信号设置区、自定义信号数据生成区及图形绘制区，人机交互通过按钮、下拉菜单、滑杆、对话框等实现。开始/停止区具体是指“开始”发生信号的命令，采用手动单击按钮方式停止”发生信号的命令，采用手动单击按钮和自动停止两种方式。其中自动停止方式，是指当发生的信号周期数达到预设的周期数设定值时，系统自动停止。周期数的设定通过文本框控件实现，当输入为0 (默认值)时为手动停止模式。
[0024]具体操作时，D/A数据转换卡与上位机通过USB接口线连接，然后按照应用需要将D/A数据转换卡的信号输出端连接到具体应用电路。
[0025]打开信号发生系统软件，在参数配置区通过下拉菜单方式设置需要发生的信号通道数为2、电压量程为0?5V。通道0为锯齿波信号，一个周期内的总数据点数设为100，幅值为5V ;通道I为自定义信号，在自定义信号数据生成区选择鼠标拖动方式，然后在弹出的窗口矩形区域内通过鼠标拖动方式绘制自定义曲线，一个周期内的总数据点数也设为100，生成自定义信号数据。
[0026]在信号发生系统软件的开始/停止区，输入运行周期数2，点击“开始”按钮，系统开始发生信号，并在图形绘制区同步显示信号波形，运行2个周期后系统自动停止，发生的信号见图3。
[0027]从上述实施例可以看出，本发明的优势在于:
[0028]本发明可以并行发生多通道、多形式、指定幅值和周期的电压信号，不仅可以发生典型信号，还可以发生任意自定义信号。另外，该系统还可通过上位机实时绘制发生的信号波形，使用户可以直观、实时地观测所发生的信号，具有结构简单、通用性强等特点。
[0029]以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种通用数字型信号发生系统，其特征在于，包括相互连接的D/A数据转换卡和信号发生系统，所述信号发生系统包括参数配置模块、典型信号发生模块、自定义信号数据输入模块、自定义信号发生模块、图形绘制模块和D/A转换模块，所述参数配置模块用于配置参数，所述典型信号发生模块用于产生不同类型的信号波形，所述自定义信号数据输入模块用于自定义信号数据输入方式，所述自定义信号数据发生模块用于根据所述信号数据输入方式输入的数据周期性地发生自定义信号，所述图形绘制模块以图形化方式实时绘制各通道发生的信号波形，所述D/A转换模块用于D/A数据转换。
2.根据权利要求1所述通用数字型信号发生系统，其特征在于，所述D/A数据转换卡与所述信号发生系统之间采用USB协议通信。
3.根据权利要求1所述通用数字型信号发生系统，其特征在于，所述典型信号发生模块发生的信号为周期及幅值均为可调的正弦波信号或锯齿波信号或矩形波信号或指数波信号。
4.根据权利要求1所述通用数字型信号发生系统，其特征在于，所述信号数据输入方式包括鼠标拖动方式、公式输入方式和标准数据文本输入方式。
【文档编号】G06F1/02GK103744472SQ201310694441
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】龚征华, 徐亮, 李刚强, 章郁泱, 周冠泽, 沈国海, 俞宾, 蔡佑林, 张岩, 陈建平, 李长海, 丁云潇, 王涛, 袁景淇 申请人:中国船舶工业集团公司第七〇八研究所, 上海交通大学