[发明专利]一种高精度波形产生系统及方法

说明书

一种高精度波形产生系统，包括：微控制器，用于生成多个按序排列的数据信号，数据信号用于表征数字包络线波形的幅值；存储模块，用于存储数据信号；插值模块，用于根据数据信号生成多个插值信号，插值信号为相邻两个数据信号的均值；数模转换模块，用于根据数据信号和插值信号输出模拟波形。本发明提供一种高精度波形产生系统及方法，通过插值的方式提高波形数据点的数量，进而提高波形精度。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体的说是一种高精度波形产生系统及方法。

背景技术

目前，设备常采用嵌入式微控制器作为主控制器。如果利用微控制器进行软件编程直接产生特定波形，实时性较差。这主要有以下原因：一是微控制器可能需要执行更高优先级的中断任务，从而使指令序列发生变化；另一方面如果微控制器在某一时间段，将所有的时间都应用于数字波形产生的指令序列，那么其他一些重要的任务将难以实时运行，从而影响系统的控制性能。

基于以上原因，基于微控制器设计波形产生的硬件电路可以保证波形产生的实时性。然而，目前的设计思路是取1个波形周期内足够的数据点数，存储于存储器中，然后将其输出。但该方法没有考虑存储器容量的限制和波形精度的需求。波形的精度是由周期的大小和每个周期内的数据点个数决定。在存储器容量一定的情况下，也就是每个周期内的数据点个数一定的情况下，波形的精度由波形周期所决定。如果波形周期较小，则组成每个波形的数据点之间的时间间隔会较小，波形的精度较高。如果波形周期较大，则组成每个波形的数据点之间的时间间隔会较大，波形的精度较低。

如图1所示，假定从t1时刻到tn时刻是一个波形周期，周期为tn-t1。在该周期内，微控制器输出n个数据点，′×′表示1个数据点。由于数模转换器的作用，在两个数据点之间保持不变，粗实线就是实际的输出波形。可见，在n个数据点保持不变时，周期越大，波形精度越低。

综上所述，现有技术中，波形产生系统所产生的波形精度有限。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种高精度波形产生系统及方法，通过插值的方式提高波形数据点的数量，进而提高波形精度。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种高精度波形产生系统，包括：微控制器，用于生成多个按序排列的数据信号，数据信号用于表征数字包络线波形的幅值；存储模块，用于存储数据信号；

插值模块，用于根据数据信号生成多个插值信号，插值信号为相邻两个数据信号的均值；数模转换模块，用于根据数据信号和插值信号输出模拟波形。

作为上述高精度波形产生系统的进一步优化：存储模块包括双端口静态随机存取存储器，微控制器电性连接有第一锁存器、第二锁存器和第三锁存器，其中第一锁存器与双端口静态随机存取存储器的第一端口和第二端口均电性连接，第二锁存器与双端口静态随机存取存储器的第一端口电性连接，第三锁存器与双端口静态随机存取存储器的第一端口电性连接。

作为上述高精度波形产生系统的进一步优化：插值模块包括分频器，分频器与第一锁存器和第三锁存器电性连接，分频器还电性连接有第一非门和第二非门，第一非门与数模转换模块电性连接，并且第一非门还电性连接有计数器，计数器与双端口静态随机存取存储器的第二端口电性连接，第二非门电性连接有级联设置的第一加法器和第二加法器，第一加法器和第二加法器均与数模转换模块电性连接。

作为上述高精度波形产生系统的进一步优化：双端口静态随机存取存储器的第二端口与数模转换模块之间依次电性连接有第二缓冲器和第三缓冲器，第一非门与第三缓冲器电性连接。

作为上述高精度波形产生系统的进一步优化：第二非门通过第四锁存器与第二加法器电性连接、通过第五锁存器与第一加法器电性连接，第四锁存器和第五锁存器均与第二缓冲器电性连接。

作为上述高精度波形产生系统的进一步优化：第一加法器和第二加法器共同电性连接有第四缓冲器，第四缓冲器与数模转换模块电性连接，第四缓冲器还与分频器电性连接。