一種雙通道信號發生器及其波形同步跟蹤的方法與流程

本發明屬于信號發生器領域，具體涉及一種雙通道信號發生器及其波形同步跟蹤的方法。

背景技術：

雙通道信號發生器的波形同步跟蹤是指兩通道輸出的波形完全一樣，并且存在確定的相位關系。但由于用戶因需要改變波形頻率，導致CPU發送參數給波形產生單元的時間是隨機的，波形的頻率變化的時間是隨機的，當有一個通道的頻率變化時，兩通道間的確定的相位關系變成了不確定的關系。另外，處于同步跟蹤狀態的兩通道輸出的波形完全一樣，故當一個通道的頻率參數改變時，另一個通道的頻率也需要改變，由于CPU發送的參數是逐個發送的，使得兩通道波形更新的時間有先后順序，造成波形不同步。

為了使雙通道信號發生器兩個通道輸出的波形兩個波形同步跟蹤，現有的方法是在CPU向兩個通道發送同一頻率，之后再對兩個通道的波形產生單元同時進行復位，復位后兩通道輸出的波形具有同步跟蹤狀態。但這樣的方法缺點是，復位波形產生單元意味著直到復位完成前正在輸出波形的兩個通道的都將被中斷輸出波形。

技術實現要素：

為了解決改變一個通道的頻率，需要復位兩個通道才能讓兩通道波形保持同步跟蹤狀態的問題。本申請提供一種雙通道信號發生器及其波形同步跟蹤的方法。

根據本申請第一方面，本申請提供一種雙通道信號發生器輸出波形同步跟蹤方法，包括：

參數接收步驟，接收用戶設置的參數，包括通道一初始頻率、通道一初始相位、通道二初始頻率、通道二新頻率和通道二初始相位；

頻率轉換步驟，將頻率轉換頻率控制字；

參數存儲步驟，存儲所述通道一初始頻率控制字、所述通道一初始相位、所述道二初始頻率控制字、所述通道二新頻率控制字和所述通道二初始相位；

波形輸出步驟，根據頻率控制字和初始相位，通道一、通道二分別輸出波

其特征在于，

頻率轉換步驟包括將所述通道一頻率轉換為通道一頻率控制字，將所述通道二初始頻率轉換為通道二初始頻率控制字，將所述通道二新頻率轉換為通道二新頻率控制字，并為所述頻率控制字標記狀態標志位；

在參數存儲步驟和波形輸出步驟之間，還包括：

標志位寄存步驟，寄存所述通道二新頻率控制字的狀態標志位；

標志位識別步驟，實時識別所述狀態標志位，當所述狀態標志位為有效時，讀取所述通道二新頻率控制字；

參數配置步驟，將所述通道二新頻率控制字同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出的波形保持同步跟蹤；

波形輸出步驟，根據所述通道二新頻率控制字、所述通道一初始相位和所述通道二初始相位，通道一、通道二分別輸出波形。

優選地，所述狀態標志位包括第一狀態標志位，所述第一狀態標志位無效時，將所述通道二新頻率控制字暫存,使得通過所述標志位識別步驟讀取；所述第一狀態標志位有效時，讀取通道二新頻率控制字。

優選地，所述狀態標志位包括第二狀態標志位，所述第二狀態標志位無效時，表示雙通道信號發生器處于普通同步模式，不滿足同步跟蹤條件；所述第二狀態標志位有效時，表示雙通道信號發生器已開啟同步跟蹤模式，滿足同步跟蹤條件，讀取通道二新頻率控制字。

優選地，在參數存儲步驟和波形輸出步驟之間，還包括：

實時相位獲取步驟，實時獲取通道一實時相位和通道二實時相位；

普通同步判斷步驟，所述第二狀態標志位無效時，表示雙通道信號發生器處于普通同步模式，根據所述通道一實時相位、通道一初始相位、通道一初始頻率控制字、通道二實時相位、通道二初始相位和通道二初始頻率控制字判斷兩個通道是否滿足普通同步條件。所述普通同步條件為

0<θ₁-θ_ch1<ftw1和0<θ₂-θ_ch2<ftw2

其中，θ₁表示通道一實時相位，θ_ch1表示通道一初始相位，ftw1表示通道一初始頻率控制字，θ₂表示通道二實時相位，θ_ch2表示通道二初始相位，ftw2表示通道二初始頻率控制字；

參數配置步驟，當普通同步條件滿足時，將通道二新頻率控制字配置給通道二，使得通道二與通道一輸出的波形始終保持普通同步。

根據本申請第二方面，本申請提供一種雙通道信號發生器，包括：

CPU，與參數存儲單元相連接，用于接收用戶設置的參數，包括通道一初始頻率、通道一初始相位、通道二初始頻率、通道二新頻率和通道二初始相位；將頻率轉換頻率控制字，包括將所述通道一頻率轉換為通道一頻率控制字，將所述通道二初始頻率轉換為通道二初始頻率控制字，將所述通道二新頻率轉換為通道二新頻率控制字；

參數存儲單元，與CPU相連接，用于存儲所述通道一初始頻率控制字、通道一初始相位、通道二初始頻率控制字、通道二新頻率控制字和通道二初始相位；

第一波形產生單元，與第二波形產生單元并聯，用于根據頻率控制字和初始相位，通道一輸出波形；

第二波形產生單元，用于根據頻率控制字和初始相位，通道二輸出波形；

其特征在于，還包括：

CPU，還用于為所述頻率控制字標記狀態標志位；

寄存器，與CPU和參數處理單元相連接，用于寄存頻率控制字的狀態標志位；

參數處理單元，連接與參數存儲單元和第一波形產生單元、第二波形產生單元之間，用于實時識別寄存通道二新頻率控制字的狀態標志位，當所述狀態標志位有效時，讀取通道二新頻率控制字，將通道二新頻率控制字同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出的波形保持同步跟蹤；還用于讀取通道一初始頻率控制字、通道一初始相位、通道二初始頻率控制字、通道二新頻率控制字和通道二初始相位，并實時獲取通道一實時相位和通道二實時相位，再根據所述通道一實時相位、通道一初始頻率控制字、通道一初始相位、通道二新頻率控制字和通道二初始相位判斷是否滿足普通同步條件，然后在滿足普通同步條件時僅將通道二新頻率控制字配置給通道二，使得通道二輸出的波形與通道一輸出的波形保持普通同步；

第一波形產生單元，用于根據所述通道一初始頻率控制字、通道一初始相位，通道一輸出通道一初始波形；根據所述通道二新頻率控制字、通道一初始相位，通道一輸出通道一新波形；

第二波形產生單元，用于根據通道二初始頻率控制字和通道二初始相位，通道二輸出通道二初始波形；根據通道二新頻率控制字和通道二初始相位，通道二輸出通道二新波形，通道一新波形與通道二新波形保持同步跟蹤。

本申請的有益效果是：對于雙通道輸出波形同步跟蹤問題，本申請通過在頻率轉換步驟中給通道二新頻率控制字標記狀態標志位，并在參數存儲步驟和波形輸出之間增加標志位寄存步驟、標志位識別步驟和參數配置步驟，將所述狀態標志位寄存于寄存器中，實時識別所述狀態標志，在狀態標志位有效時，讀取存儲于參數存儲單元的通道二新頻率控制字，并將所述通道二新頻率控制字同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出波形保持同步跟蹤、連續。本申請提供了解決雙通道輸出波形同步跟蹤問題的新方案，該方法簡單有效，實現的裝置也很容易，不再需要如傳統方法中那樣進行同時復位兩個通道的操作，避免了兩個通道正在輸出的波形被中斷，對兩個通道的正常連續工作不造成影響。

附圖說明

圖1為本申請實施例提供的一種雙通道信號發生器的結構框圖；

圖2為本申請實施例提供的一種用于雙通道信號發生器輸出波形同步的參數處理單元的結構框圖；

圖3為本申請實施例提供的一種雙通道信號發生器輸出波形同步方法的流程圖；

圖4為本申請實施例提供的另一種雙通道信號發生器輸出波形同步方法的流程圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本申請作進一步詳細說明。

本申請中用到的術語定義：

通道二表示雙通道頻率發生改變的通道，通道一為表示雙通道頻率未改變的通道。

實施例一：

參考圖1，本申請實施例提供了一種雙通道信號發生器，包括依次連接的CPU11、參數存儲單元31、通道一波形產生單元51和通道二波形產生單元52。

CPU11，接收用戶設置的參數，包括通道一初始頻率f₁、通道一初始相位θ_ch1、通道二初始頻率f₂、通道二新頻率f₃和通道二初始相位θ_ch2，并根據根據公式(1-1)，將所述通道一頻率f₁轉換為通道一初始頻率控制字ftw1，將所述通道二初始頻率f₂轉換為通道二初始頻率控制字ftw2，將所述通道二新頻率f₃轉換為通道二新頻率控制字ftw3，并給ftw3標記了第一狀態標志位ftw3-a。所述公式(1-1)為

其中，f為用戶設置的頻率，f_c為系統運行的時鐘頻率，η為系統設定的位寬，ftw為頻率控制字，由此可見ftw由用戶的設置頻率f決定。

參數存儲單元31，存儲所述通道一初始頻率控制字ftw1、通道一初始相位θ_ch1、通道二初始頻率控制字ftw2、通道二新頻率控制字ftw3和通道二初始相位θ_ch2；

第一波形產生單元51，根據所述通道一初始頻率控制字ftw1、通道一初始相位θ_ch1，通道一輸出通道一初始波形；

第二波形產生單元52，根據通道二初始頻率控制字ftw2和通道二初始相位θ_ch2，通道二輸出通道二初始波形，所述通道二初始波形與通道一初始波形同步。

其中，還包括：

第一寄存器21，用于寄存通道二新頻率控制字的第一狀態標志位ftw3-a；

參數處理單元41，用于實時識別所述第一狀態標志位ftw，

當ftw3-a＝0時，表示所述第一狀態標志位無效，將ftw3暫存,

當ftw3-a＝1時，表示所述第一狀態標志位有效，讀取ftw3，

將ftw3同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出的波形保持同步跟蹤；

第一波形產生單元51還用于根據ftw3、θ_ch1，通道一輸出通道一新波形；

第二波形產生單元52還用于根據ftw3、θ_ch2，通道二輸出通道二新波形，通道一新波形與通道二新波形保持同步跟蹤。

參考圖2，本申請實施例提供了一種用于雙通道信號發生器輸出波形的參數處理單元41，包括依次連接的數據計算模塊43和參數配置模塊44。

數據計算模塊43，用于實時識別所述第一狀態標志位ftw3-a。

當ftw3-a＝0時，所述第一狀態標志位無效，將ftw3暫存，等待ftw3-a的值改變為1；

當ftw3-a＝1時，所述第一狀態標志位有效，讀取ftw3。

參數配置模塊44，用于將ftw3同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出的波形保持同步跟蹤。

基于上述雙通道信號發生器及其用于輸出波形同步的的參數處理單元41，如圖3所示，本申請實施例提供了一種雙通道信號發生器輸出波形同步方法流程圖，包括以下步驟：

步驟100，接收用戶設置的參數通道二新頻率f₃。；

步驟200，根據公式(1-1)，將所述通道二新頻率f₃轉換為通道二新頻率控制字ftw3并標記第二狀態標志位；

步驟30，存儲所述通道二新頻率控制字ftw3；

步驟400，實時識別獲取通道二新頻率控制字的第一狀態標志位ftw3-a；

步驟410，判斷所述第一狀態標志位ftw3-a是否為1，

當ftw3-a＝0時，表示所述第一狀態標志位無效，將ftw3暫存，等待ftw3-a的值改變為1，當ftw3-a＝1時，表示所述第一狀態標志位有效，讀取ftw3；

步驟500，讀取通道二新頻率控制字ftw3；

步驟600，將通道二新頻率控制字ftw3同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出波形保持同步跟蹤。

對于同步跟蹤問題，本實施一通過實時識別第一寄存器21中的通道二新頻率控制字的第一狀態標志位ftw3-a，當ftw3-a＝0時，表示所述第一狀態標志位無效，將ftw3暫存，等待ftw3-a的值改變為1；當ftw3-a＝1時，表示所述第一狀態標志位有效，讀取存儲于參數存儲單元42的通道二新頻率控制字ftw3，并將ftw3同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出波形保持同步跟蹤。

實施例二：

參考圖1，本申請實施例提供了一種雙通道信號發生器，還包括第二寄存器22，用于寄存通道二新頻率控制字的第二狀態標志位ftw3-b，所述第二狀態標志位ftw3-a為CPU11在將標記f₃轉化為ftw3過程中標記的。

當ftw3-b＝0時，表示雙通道信號發生器處于普通同步模式，未開啟同步跟蹤模式，不滿足同步跟蹤條件；

當ftw3-b＝1時，表示雙通道信號發生器已開啟同步跟蹤模式，滿足同步跟蹤條件，參數處理單元41還用于讀取通道二新頻率控制字ftw3-b，第一波形產生單元51還用于根據ftw3、θ_ch1，通道一輸出通道一新波形，第二波形產生單元52還用于根據ftw3、θ_ch2，通道二輸出通道二新波形，通道一新波形與通道二新波形保持同步跟蹤。

參考圖2，本申請實施例提供了一種用于雙通道信號發生器輸出波形的參數處理單元41，包括依次連接的參數獲取模塊42、數據計算模塊43和參數配置模塊44。其中，

參數獲取模塊42用于讀取參數存儲單元31中的通道一初始頻率控制字ftw1、通道一初始相位θ_ch1、通道二初始頻率控制字ftw2、通道二新頻率控制字ftw3和通道二初始相位θ_ch2，并實時獲取通道一實時相位θ₁和通道二實時相位θ₂；

數據計算模塊43，用于實時識別所述第二狀態標志位ftw3-b；

參數配置模塊44，用于將ftw3配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出的波形保持同步跟蹤。

當ftw3-b＝1時，參數處理單元41讀取通道二新頻率控制字ftw3-b，參數配置模塊44將ftw3同時配置給通道一和通道二，第一波形產生單元51根據ftw3、θ_ch1產生波形，使得通道一輸出通道一新波形，第二波形產生單元52根據ftw3、θ_ch2產生波形，使得通道二輸出通道二新波形，所述通道一新波形與所述通道二新波形保持同步跟蹤。

當ftw3-b＝0時，表示雙通道信號發生器處于普通同步模式。此時，數據計算模塊43還用于根據所述通道一實時相位θ₁、通道一初始頻率控制字ftw1、通道一初始相位θ_ch1、通道二實時相位θ₂、通道二新頻率控制字ftw2和通道二初始相位θ_ch2判斷兩個通道是否滿足普通同步條件。所述普通同步條件為:

同時滿足0<θ₁-θ_ch1<ftw1和0<θ₂-<θ_ch2<ftw2 (1-2)

其中，θ₁表示通道一實時相位，θ_ch1表示通道一初始相位，ftw1表示通道一初始頻率控制字，θ₂表示通道二實時相位，θ_ch2表示通道二初始相位，ftw2表示通道二初始頻率控制字；

當滿足普通同步條件時，參數配置模塊44將ftw3配置只給通道二，第二波形產生單元52根據ftw3、θ_ch1產生新波形，使得通道二輸出通道二新波形，所述通道二新波形與通道一輸出的波形始終保持普通同步。

視具體情況，滿足普通同步條件需要等待時間，而最大等待時間與兩個通道的初始頻率f₁和f₂有關，即

其中，t表示最大等待時間，n1、n2是，n1、n2為正整數，表示波形需要循環的周期數，滿足

由此可知，最大等待時間變化范圍很大，取決于f1和f2的最小公倍數以及當前通道的頻率f1和f2。當t比較小時，需要等待的時間較短，較快滿足普通同步條件。

基于上述雙通道信號發生器及其用于輸出波形同步的的參數處理單元41，如圖3所示，本申請實施例提供了一種雙通道信號發生器輸出波形同步方法流程圖，包括以下步驟：

步驟100，接收用戶設置的參數，包括通道一初始頻率f₁、通道一初始相位θ_ch1、通道二初始頻率f₂、通道二新頻率f₃和通道二初始相位θ_ch2；

步驟200，根據公式(1-1)，將f₁、f₂、f₃分別轉換為ftw1、ftw2、ftw3。根據公式(1-1)將所述通道一頻率f₁轉換為通道一初始頻率控制字ftw1，將所述通道二初始頻率f₂轉換為通道二初始頻率控制字ftw2，將所述通道二新頻率f₃轉換為通道二新頻率控制字ftw3，并對上述頻率控制字標記第二狀態標志位；

步驟300，存儲所述通道二新頻率控制字ftw3；

步驟401，實時識別獲取通道二新頻率控制字的第二狀態標志位ftw3-b；

當ftw3-b＝1時，所述第二狀態標志位有效，表示雙通道信號發生器已開啟同步跟蹤模式，滿足同步跟蹤條件；此時由所述步驟401進入直接步驟500，再由步驟500進入步驟600；

所述步驟500，讀取通道二新頻率控制字ftw3；

所述步驟600，將通道二新頻率控制字ftw3同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出波形保持同步跟蹤。

當ftw3-b＝0時，所述第二狀態標志位效，表示雙通道信號發生器處于普通同步模式，僅可進行兩個通道盡可保持普通同步；此時由所述步驟401進入直接步驟402，再依次執行步驟403、步驟500和步驟601；

所述步驟402，獲取θ₁和θ₂。實時獲取通道一實時相位θ₁和通道二實時相位θ₂，并讀取參數存儲單元31中的通道一初始頻率控制字ftw1、通道一初始相位θ_ch1、通道二初始頻率控制字ftw2、通道二新頻率控制字ftw3和通道二初始相位θ_ch2；

所述步驟403，根據上述參數和所述公式(1-2)判斷兩個通道是否滿足普通同步條件；

所述步驟500，讀取通道二新頻率控制字ftw3；

所述步驟601，當同步條件滿足時，直接將通道二新頻率控制字ftw3配置給通道二，使得通道二輸出波形與通道一輸出波形始終保持普通同步。

對于雙通道輸出波形同步跟蹤問題，本實施例二通過實時識別第二寄存器22中的通道二新頻率控制字第二狀態標志位ftw3-b，在ftw3-b＝1時，即在同步跟蹤模式時，讀取存儲于參數存儲單元42的通道二新頻率控制字ftw3，并將ftw3同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出波形保持同步跟蹤。當ftw3-b＝0時，即在普通同步跟蹤模式時，根據公式(1-2)判斷兩個通道是否滿足普通同步條件，若普通同步條件滿足，則直接將通道二新頻率控制字ftw3配置給通道二，使得通道二輸出波形與通道一輸出波形始終保持普通同步。

綜上所述，對于雙通道輸出波形同步跟蹤問題，本申請通過給通道二新頻率控制字標記狀態標志位并將所述狀態標志位寄存于寄存器中，實時識別所述狀態標志，在狀態標志位有效時，讀取存儲于參數存儲單元的通道二新頻率控制字，將所述通道二新頻率控制字同時配置給通道一和通道二，使得兩個通道輸出波形保持同步跟蹤、連續，不再需要如傳統方法中那樣進行同時復位兩個通道的操作，避免了兩個通道正在輸出的波形被中斷，對兩個通道的正常連續工作不造成影響。本申請還提供了解決雙通道信號發生器輸出波形普通同步問題的新方案，在不對通道一的參數做任何改變的前提下，通過在滿足直接同步條件時將通道二新頻率控制字配置給通道二，保證了雙通道信號發生器兩個通道輸出的波形始終同步、連續，不再需要如傳統方法中那樣同時復位兩個通道，避免了兩個通道正在輸出的波形被中斷，對兩個通道的正常連續工作不造成影響。

以上內容是結合具體的實施方式對本申請所作的進一步詳細說明，不能認定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。