一种基于静态ram的频响补偿数据实时生成方法
【专利摘要】本发明提出了一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，基于存放频响补偿数据的静态RAM、用于实时查找频响补偿数据的FPGA及辅助电路，包括以下步骤：仪器上电启动后，将全频段、全功率范围内的频响补偿数据下载到静态RAM中；当整机状态发生变化时，通过FPGA内部的比较程序，根据当前任意序列状态所对应的频率和预置功率，实时得出所对应的频响补偿数据的索引地址，并启动读取时序，将该地址对应的补偿数据送到相应的DAC接口电路中。本发明的频响补偿数据可实时产生，可满足宽带信号发生器快速状态切换、尤其是百纳秒量级的连续状态切换时对频响补偿控制的需求。
【专利说明】一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测试【技术领域】，特别涉及一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成 方法。
【背景技术】
[0002] 宽带信号发生器中，为取得较高的功率平坦度、基带带内频响和IQ调制准确度等 指标，通常都需要进行宽频段的频响补偿。在传统的基于锁相合成体制的信号发生器中，频 响补偿一般由整机控制软件根据频响补偿的校准数据、当前的载波频率、当前的载波功率 等参数，计算出当前状态对应的频响补偿数据。对于要求切换速度较快的新型信号发生器 而言，由于整机状态切换时间在毫秒级以下，甚至达到微秒或百纳秒量级，上述方法在这么 短的时间内无法完成。
[0003] 在测试【技术领域】，由于电路元器件的非线性、微波部件的宽带频率响应特性以及 温漂等原因，宽带信号发生器在工作频段内通常会存在频响不一致的现象。随着工作频率 跨度、功率范围等的不同，其频响通常存在几个dB的起伏，极端情况下，可能达到IOdB以 上。对于高精度的宽带信号发生器来说，其频响指标越高越好，理想的频响数据为零。但由 于电路的稳定性、可重复性以及整机功能实现的经济性等因素，实际测试仪器的频响数据 不可能做到无限小。根据整机工作频段不同，其频响指标经校准后，能够达到±〇.3dB? ±2dB以内，便可以满足大多数测试应用的需求。
[0004] 从经济性和实现的方便性上考虑，现有的频响补偿一般采用存储数据+软件生成 的方式来产生当前状态对应的频响补偿数据。然后，再通过整机控制软件将该补偿数据送 到补偿DAC中，在整机同步控制时序的控制下，完成当前状态的频响补偿。这种方案的总 体原理框图如图1所示，频响补偿数据文件中存储的是校准过程中生成的与整机频率、功 率相关的整机频响补偿数据；整机状态数据为当前整机输出信号频率和功率等的表征当前 整机状态的数据集合；频响补偿控制软件为工作在宽带信号发生器主控制器上的应用程 序，当宽带信号发生器整机状态发生变化时，该控制软件首先取出当前整机状态中的频率、 功率等状态数据，根据该状态数据，计算出当前状态对应的补偿数据，然后将该数据通过IO 通道设置到频响补偿DAC中；在整机控制时序的控制下，频响补偿DAC将当前补偿数据转换 为补偿驱动电压控制信号；该控制信号驱动频响补偿电路，从而实现对当前状态频响误差 的补偿和修正。
[0005] 现有的基于控制软件计算补偿数据的方法因为需要软件查找数据、软件计算数 据、软件传输数据及数据补偿延迟等过程，导致整个过程速度比较慢，不适用对切换速度较 快的新型信号发生器。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有的基于控制软件计算补偿数据的方法速度慢的问题，本发明提出了 一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，通过使用该方法，不需要控制软件参与， 直接通过对RAM数据的查找和插值计算出频响补偿数据，大幅提高仪器切换速度。
[0007] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0008] -种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，基于存放频响补偿数据的静态 RAM、用于实时查找频响补偿数据的FPGA及辅助电路，包括以下步骤：
[0009] 仪器上电启动后，将全频段、全功率范围内的频响补偿数据下载到静态RAM中； [0010] 当整机状态发生变化时，通过FPGA内部的比较程序，根据当前任意序列状态所对 应的频率和预置功率，实时得出所对应的频响补偿数据的索引地址，并启动读取时序，将该 地址对应的补偿数据送到相应的DAC接口电路中。
[0011] 可选地，所述FPGA接收仪器的频率控制字和功率控制字，根据补偿存储数据中的 频率分辨率和功率分辨率，对接收到的频率控制字和功率控制字进行向下截断；
[0012] 将截断后的频率控制字作为高位地址，截断后的功率控制字作为低位地址，然后 再将该高位地址和地位地址进行组合，作为RAM的读取地址，从RAM中读取补偿数据记为 Cl ;对地址加1，从RAM中读取补偿数据为C2 ;
[0013] 再将截断后频率控制字加1和功率控制字组合作为RAM读取地址，从RAM中读取 数据记为C3 ;再对地址加1，从RAM中读取数据记为C4 ;
[0014] 再通过数据拟合过程生成对应频率和功率的补偿数据。
[0015] 可选地，所述数据拟合过程为：
[0016] C12为截断后频率与功率控制的补偿数据，计算公式如下：
【权利要求】
1. 一种基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，其特征在于，基于存放频响补偿 数据的静态RAM、用于实时查找频响补偿数据的FPGA及辅助电路，包括以下步骤： 仪器上电启动后，将全频段、全功率范围内的频响补偿数据下载到静态RAM中； 当整机状态发生变化时，通过FPGA内部的比较程序，根据当前任意序列状态所对应的 频率和预置功率，实时得出所对应的频响补偿数据的索引地址，并启动读取时序，将该地址 对应的补偿数据送到相应的DAC接口电路中。
2. 如权利要求1所述的基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，其特征在于，所述 FPGA接收仪器的频率控制字和功率控制字，根据补偿存储数据中的频率分辨率和功率分辨 率，对接收到的频率控制字和功率控制字进行向下截断； 然后将截断后的频率控制字和功率控制字进行组合，其中截断后的频率控制字作为高 位地址，截断后的功率控制字作为低位地址，作为RAM的读取地址，从RAM中读取补偿数据 记为Cl ;对地址加1，从RAM中读取补偿数据为C2 ; 再将截断后频率控制字加1和功率控制字组合作为RAM读取地址，从RAM中读取数据 记为C3 ;再对地址加1，从RAM中读取数据记为C4 ; 再通过数据拟合过程生成对应频率和功率的补偿数据。
3. 如权利要求2所述的基于静态RAM的频响补偿数据实时生成方法，其特征在于，所述 数据拟合过程为： C12为截断后频率与功率控制的补偿数据，计算公式如下：
(1) C34为截取频率加1与功率控制的补偿数据，计算公式如下：
(2) c为对应频率控制字及功率控制字的补偿数据，计算公式如下：
(3) 由于Fl = FO+l，Pl = P0+1，所以上式可以简化为：
(4) PO为P截断后的数据，为F截断后的数据，P-PO为P截断后舍去的部分，F-R)为F 截断后舍弃的数据。
【文档编号】H03K5/13GK104393858SQ201410554368
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】左永锋, 樊晓腾, 李增红, 刘盛, 徐明哲, 王鹏, 时慧, 蒋方文 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所