一种自动纠正DAC通道通信不稳定的方法及系统与流程

专利2022-06-29  34


本申请涉及信号发生器技术领域,尤其涉及一种自动纠正dac通道通信不稳定的方法及系统。



背景技术:

在电子系统设计过程中,任意波形发生器在电路硬件调试、电路检测等过程中是不可或缺的。

在使用任意波形发生器的过程中,经常需要对任意波形发生器进行反复上电或者复位等操作。

在这种情况下,数模转换器dac通道的通信情况可能不稳定,从而对发射的波形信号产生影响,导致波形信号的错误。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种自动纠正dac通道通信不稳定的方法及系统,用以解决在上电或复位等过程中,dac通道的通信情况不稳定,导致波形信号发生错误的问题。

本申请实施例提供的一种自动纠正dac通道通信不稳定的方法,包括:

根据预存的纠正波形数据,发射纠正波形信号;

获取经过数模转换后的纠正波形信号;

根据所述预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误;

在所述获取到的纠正波形信号有误的情况下,对数模转换器进行重新配置,直到获取到的纠正波形信号无误。

在一个示例中,获取经过数模转换后的纠正波形信号,包括:获取预设时间段内,所述数模转换后的纠正波形信号的上升沿与下降沿个数,以及高电平与低电平个数。

在一个示例中,根据所述预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误,包括:确定所述预设时间段内,所述预存的纠正波形数据对应的上升沿与下降沿的标准个数,以及高电平与低电平的标准个数;将获取到的上升沿与下降沿个数,以及高电平与低电平个数,与所述上升沿与下降沿的标准个数,以及所述高电平与低电平的标准个数进行对比;根据对比结果,判断获取到的纠正波形信号是否有误。

在一个示例中,根据对比结果,判断获取到的纠正波形信号是否有误,包括:若对比结果大于预设阈值,确定获取到的纠正波形信号有误。

在一个示例中,所述方法还包括:确定获取到的纠正波形信号无误的情况下,发射期望波形信号。

在一个示例中,所述纠正波形信号为波形频率为1mhz,占空比为50%的方波。

在一个示例中,对数模转换器进行配置的过程中,至少对以下任意一项进行配置:数模转换器的放大倍数、工作模式。

本申请实施例提供的一种自动纠正dac通道通信不稳定的系统,包括:

纠正波形模块,用于根据预存的纠正波形数据,发射纠正波形信号;

数模转换器,与所述纠正波形模块连接,用于对所述纠正波形信号进行数模转换;

比较器,与所述数模转换器连接,用于获取数模转换后的纠正波形信号,进行转换后发送至自动纠正模块;

自动纠正模块,与所述比较器连接,用于根据预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误;

配置模块,与所述自动纠正模块连接,用于在所述获取到的纠正波形信号有误的情况下,对所述数模转换器进行重新配置,直到所述获取到的纠正波形信号无误。

在一个示例中,所述系统还包括:预期波形模块,用于发射预期波形信号;波形数据选择器,与所述预期波形模块、所述纠正波形模块连接,用于根据所述自动纠正模块的指令,从所述预期波形模块与纠正波形模块中,确定待发射波形的波形模块。

在一个示例中,所述系统还包括;放大器,与所述数模转换器连接,用于对所述纠正波形信号进行放大;低通滤波器,与所述放大器连接,用于对所述纠正波形信号进行过滤;示波器,与所述低通滤波器连接,用于对所述纠正波形信号进行展示。

本申请实施例提供一种自动纠正dac通道通信不稳定的方法及系统,至少包括以下有益效果:

通过发射纠正波形信号,由自动纠正模块对纠正波形信号是否有误进行检测,并根据检测结果,不断调试数模转换器的配置信息,纠正数模转换器的一个或多个通道通信不稳定的问题,最终获得能够稳定通信的数模转换器。

通过这种方法,可在进行实际的实验操作前,对dac通道的通信稳定性进行检测,并对dac通道的通信稳定性进行自动调整与纠正。这样能够在实际的实验过程中,保证dac通道的通信稳定性,确保最终的波形信号与最初的波形数据相一致。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本申请实施例提供的自动纠正dac通道通信不稳定的系统结构示意图;

图2为本申请实施例提供的自动纠正dac通道通信不稳定的方法流程示意图;

图3(a)~图3(e)为本申请实施例提供的波形信号示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的自动纠正dac通道通信不稳定的系统结构示意图。

如图所示,系统主要包括现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammablegatearray,fpga)芯片1,数模转换器2、比较器3、放大器4、低通滤波器5与示波器6。其中,fpga芯片1分别与数模转换器2、比较器3连接,数模转换器2、放大器4、低通滤波器5与示波器6依次连接。

具体的,fpga芯片1包括纠正波形模块11、期望波形模块12、波形数据选择器13、配置模块14与自动纠正模块15。其中,波形数据选择器13分别与纠正波形模块12、期望波形模块13连接,波形数据选择器13、配置模块14、自动纠正模块15依次连接。

图2为本申请实施例提供的与图1所示的自动纠正dac通道通信不稳定的系统相对应的,自动纠正dac通道通信不稳定的方法流程图,具体包括以下步骤:

s101:根据预存的纠正波形数据,发射纠正波形信号。

在本申请实施例中,对本系统进行上电或复位后,可首先通过发射纠正波形信号,来检测dac通道的通信稳定性。其中,纠正波形信号表示用来检测dac通道的通信稳定性的波形信号,其形状、频率、振幅等参数可根据需要设置。

具体的,fpga芯片1中包括纠正波形模块11,其可预先存储有纠正波形数据。于是,pfga芯片1可根据纠正波形存储模块11中预存的纠正波形数据,发射相应的纠正波形信号。

进一步地,fpga芯片1可通过向波形数据选择器13发送指令,由波形数据选择器13将待发射波形信号的模块切换至纠正波形模块11,并由纠正波形模块11向外发射纠正波形信号。

s102:获取经过数模转换后的纠正波形信号。

s103:根据预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误。

在本申请实施例中,fpga芯片1在发射纠正波形信号后,与fpga芯片1连接的数模转换器2可对纠正波形信号进行数模转换。其中,数模转换器2具体可以是可配置位单或者双通道的dac芯片。

于是,为了检测dac通道的通信是否稳定,fpga芯片1可对经过数模转换后的纠正波形信号进行采集,并与预存的纠正波形数据进行对比,以判断在进行数模转换后,纠正波形信号是否发生了错误,以据此判断dac通道的通信是否稳定。

在一个实施例中,由于经过数模转换器2的数模转换后,fpga芯片1无法对转换后的纠正波形信号(即电流模拟信号)进行识别。于是,系统中的比较器3可将数模转换器2输出的纠正波形信号转换为fpga芯片1可识别的信号格式,再发送至fpga芯片1。

fpga芯片1中的自动纠正模块15与比较器3连接,自动纠正模块15可获取比较器3发送的纠正波形信号,并根据纠正波形模块11中预存的纠正波形数据,对获取到的纠正波形信号是否有误进行判断。

具体的,判断获取到的纠正波形信号是否有误的过程的步骤包括:

第一,确定预设时间段内,获取到的纠正波形信号的上升沿与下降沿个数,以及高电平与低电平个数。其中,上升沿表示数字电平从低电平变为高电平的瞬间,下降沿表示数字电平从高电平变为低电平的瞬间。预设时间段可根据需要设置,本申请对此不做限定。

第二,根据预存的纠正波形数据,确定在相同的预设时间段内,预存的纠正波形数据所应当具有的上升沿与下降沿个数,以及高电平与低电平个数,作为预存的纠正波形数据的上升沿、下降沿的标准个数,以及高电平、低电平的标准个数。

第三,将获取到的纠正波形信号的上升沿、下降沿个数,以及高电平、低电平个数,分别与预存的纠正波形数据的上升沿、下降沿的标准个数,以及高电平、低电平的标准个数进行对比,以确定获取到的纠正波形信号是否发生了错误。

通过对纠正波形信号的上升沿、下降沿个数,以及高电平、低电平个数全部进行获取,可避免在仅获取其中一个参量的情况下,对比结果的误差较大的情况。这样能够增加对纠正波形信号的错误的判断的可信性,加强对dac通道的稳定性检测的可靠程度。

具体的,自动纠正模块15可对获取到的纠正波形信号与预存的纠正波形数据的上升沿、下降沿、高电平、低电平的获取个数以及标准个数分别进行对比,以确定两者之间的相应差值,作为对比结果。

之后,自动纠正模块15可根据预设阈值,确定对比结果与预设阈值之间的大小关系,以作为判断获取到的纠正波形信号是否发生了错误的判断依据。

若对比结果不大于预设阈值,表示获取到的纠正波形信号与预存的纠正波形数据之间的差异较小,两者基本一致,可认为获取到的纠正波形信号基本未发生错误。

若对比结果大于预设阈值,表示获取到的纠正波形信号与预存的纠正波形数据之间的差异较大,可认为自动纠正模块15获取到的纠正波形信号发生错误。

s104:在获取到的纠正波形信号有误的情况下,对数模转换器进行重新配置,直到获取到的纠正波形信号无误。

在本申请实施例中,经过步骤103的判断,自动纠正模块15可确定获取到的纠正波形信号是否发生错误。

在一个实施例中,若获取到的纠正波形信号发生错误,表示数模转换过程发生问题,dac通道的通信不稳定。于是,自动纠正模块15可向连接的配置模块14发送指令,由配置模块14对数模转换器2进行重新配置,以实现对dac通道的调整。

具体的,配置模块14可通过串行外设接口spi控制数模转换器,并可通过配置芯片和读取状态对数模转换器进行控制。并且,配置模块14在对数模转换器2进行配置时,可在1gbps采样率条件下进行,并可至少对以下任意一项进行配置:包括数模转换器的放大倍数、工作模式。

配置模块14对数模转换器2配置完成后,可向自动纠正模块15发送反馈信息。于是,自动纠正模块15可根据重新配置后的数模转换器2,重新获取纠正波形信号。

自动纠正模块15可根据预存的纠正波形数据,重新判断获取到的纠正波形信号是否有误,以确认配置模块14对数模转换器2的配置是否成功,dac通道是否已经稳定。

于是,fpga芯片1可一直重复由自动纠正模块15获取纠正波形信号、判断纠正波形信号是否有误、由配置模块14重新配置数模转换器的过程,直至自由纠正模块14确定纠正波形信号无误为止。

在本申请实施例中,通过发射纠正波形信号,由自动纠正模块对纠正波形信号是否有误进行检测,并根据检测结果,不断调试数模转换器的配置信息,纠正数模转换器的一个或多个通道通信不稳定的问题,最终获得能够稳定通信的数模转换器。

通过这种方法,可在进行实际的实验操作前,对dac通道的通信稳定性进行检测,并对dac通道的通信稳定性进行自动调整与纠正。这样能够在实际的实验过程中,保证dac通道的通信稳定性,确保最终的波形信号与最初的波形数据相一致。

在一个实施例中,若确定纠正波形信号无误,则表示经过纠正后,数模转换器2的数模转换过程正常,dac通道的通信稳定。于是,fpga芯片可通过期望波形模块12,发射期望波形信号,进行正常的实验过程。其中,期望波形模块12可通过pcie接口从上位机接收任意期望波形数据,期望波形信号表示实际实验过程中待发射的波形信号。

图3(a)~图3(e)为本申请实施例提供的波形信号示意图。在图中,纵坐标轴可表示电压或电流,横坐标轴表示时间。根据图中四个波形信号与纵坐标轴的交点坐标的大小,可自上而下确定图中的第一个、第二个、第三个与第四个波形信号。

在dac通道通信不稳定的情况下,波形信号会发生错误。图3(a)表示所有波形信号正常的情形,图3(b)表示第一个波形信号发生错误的情形,图3(c)表示第二个波形信号发生错误的情形,图3(d)表示第三个波形信号发生错误的情形,图3(e)表示第四个波形信号发生错误的情形。

在本申请实施例中,经过自动纠正,可确保dac通道的通信稳定,从而确保得到图3(a)中所有波形信号正常的情形。

在一个实施例中,自动纠正模块15可在确定获取的纠正波形信号无误时,向波形数据选择器13发送指令,由波形数据选择器13将待发射波形信号的模块切换为期望波形模块12,由期望波形模块12发射期望波形信号。

在本申请实施例中,fpga芯片1发射波形信号后,首先经过数模转换器2对波形信号进行数模转换。之后,经过放大器4对波形信号进行放大,并经过低通滤波器5对波形信号进行过滤。最终,示波器6可对波形信号进行展示,以使用户可通过示波器6得知波形信号的发射结果。

在一个实施例中,纠正波形信号可以是波形频率为1mhz,占空比为50%的方波。相较于正弦波,方波的上升沿、下降沿、高电平、低电平的检测更为稳定,导致误差的几率较小,更适用于本方案。

需要说明的是,在本申请实施例中,自动纠正dac通道通信不稳定的系统与自动纠正dac通道通信不稳定的方法是相互对应的,因此,在自动纠正dac通道通信不稳定的系统中未详述的部分,具体可参照自动纠正dac通道通信不稳定的方法部分的描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。


技术特征:

1.一种自动纠正dac通道通信不稳定的方法,其特征在于,包括:

根据预存的纠正波形数据,发射纠正波形信号;

获取经过数模转换后的纠正波形信号;

根据所述预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误;

在所述获取到的纠正波形信号有误的情况下,对数模转换器进行重新配置,直到获取到的纠正波形信号无误。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取经过数模转换后的纠正波形信号,包括:

获取预设时间段内,所述数模转换后的纠正波形信号的上升沿与下降沿个数,以及高电平与低电平个数。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误,包括:

确定所述预设时间段内,所述预存的纠正波形数据对应的上升沿与下降沿的标准个数,以及高电平与低电平的标准个数;

将获取到的上升沿与下降沿个数,以及高电平与低电平个数,与所述上升沿与下降沿的标准个数,以及所述高电平与低电平的标准个数进行对比;

根据对比结果,判断获取到的纠正波形信号是否有误。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据对比结果,判断获取到的纠正波形信号是否有误,包括:

若对比结果大于预设阈值,确定获取到的纠正波形信号有误。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

确定获取到的纠正波形信号无误的情况下,发射期望波形信号。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纠正波形信号为波形频率为1mhz,占空比为50%的方波。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对数模转换器进行配置的过程中,至少对以下任意一项进行配置:数模转换器的放大倍数、工作模式。

8.一种自动纠正dac通道通信不稳定的系统,其特征在于,包括:

纠正波形模块,用于根据预存的纠正波形数据,发射纠正波形信号;

数模转换器,与所述纠正波形模块连接,用于对所述纠正波形信号进行数模转换;

比较器,与所述数模转换器连接,用于获取数模转换后的纠正波形信号,进行转换后发送至自动纠正模块;

自动纠正模块,与所述比较器连接,用于根据预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误;

配置模块,与所述自动纠正模块连接,用于在所述获取到的纠正波形信号有误的情况下,对所述数模转换器进行重新配置,直到所述获取到的纠正波形信号无误。

9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:

预期波形模块,用于发射预期波形信号;

波形数据选择器,与所述预期波形模块、所述纠正波形模块连接,用于根据所述自动纠正模块的指令,从所述预期波形模块与纠正波形模块中,确定待发射波形的波形模块。

10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统还包括;

放大器,与所述数模转换器连接,用于对所述纠正波形信号进行放大;

低通滤波器,与所述放大器连接,用于对所述纠正波形信号进行过滤;

示波器,与所述低通滤波器连接,用于对所述纠正波形信号进行展示。

技术总结
本申请公开了一种自动纠正DAC通道通信不稳定的方法及系统,用以解决在上电或复位等过程中,DAC通道的通信情况不稳定,导致波形信号发生错误的问题。该方法根据预存的纠正波形数据,发射纠正波形信号;获取经过数模转换后的纠正波形信号;根据所述预存的纠正波形数据,判断获取到的纠正波形信号是否有误;在所述获取到的纠正波形信号有误的情况下,对数模转换器进行重新配置,直到获取到的纠正波形信号无误。通过本方法,可对DAC通道通信不稳定的问题进行自动纠正,以得到正常的波形信号。

技术研发人员:张孝飞;赵素梅;刘强;金长新
受保护的技术使用者:济南浪潮高新科技投资发展有限公司
技术研发日:2020.01.15
技术公布日:2020.06.09

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