[发明专利]在同一模拟输出卡上产生多路不同频率模拟信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及模拟信号的生成，特别涉及一种采用一块模拟输出卡产生多路不同频率模拟信号的方法。

背景技术

在卫星测试过程中，需要地面测试设备按测试需要向卫星同时提供不同波形的信号，用于模拟卫星在轨运行时姿态敏感器或其他设备测量到姿态信号、探测信号，进而测试星上姿态测量系统、信息处理系统的功能。一般卫星姿态敏感器的精度均较高(信号精度在0.01度左右)，对上星的信号的精度和信号之间有严格的相位要求、信号的频率稳定度要求较高，而且所需信号的频率多样，信号的幅度、频率等参数在测试过程中要根据测试需要动态改变。在本发明应用之前，当需要产生多路信号时，通常可以采用以下几种实现方案：

1、通过模拟RC、RLC、LC等形式的振荡电路，配合使用运算放大器、有源或无源滤波器电路产生模拟信号；

2、通过多谐振荡器、晶体振荡器等脉冲信号发生器产生脉冲信号，再通过计数器分频产生一定占空比和频率的脉冲信号，而后通过运算放大器、有源或无源滤波器电路、数字滤波电路滤波后产生模拟信号；

3、通过多谐振荡器、晶体振荡器等产生脉冲信号，再通过计数器分频产生固定频率的脉冲信号，将需要生成的模拟信号先量化，而后存储于ROM芯片中，再采用CPU控制将存储在ROM中的信号通过D/A转换，最终生成的模拟信号。

4、通过标准的PXI/PCI模拟输出卡(A0卡)，通过编制板卡控制程序调用板卡驱动控制板卡生成所需模拟信号，当需要生成不同频率信号时，需要配置多块模拟输出卡，一种频率的信号对应一张板卡。

以上方案中，1方案只适合生成正弦波、三角波、梯形波等相对简单的波形，对于复杂的模拟信号的输出，无能为力，而且用该方案生成的波形的精度较低，易受外部环境干扰，信号参数会随时间发生飘移。2方案主要用于生成脉冲信号和其他相对简单的信号，也同样会存在1方案的缺陷。3方案可以实现复杂的多路模拟信号的输出，但需要自己开发板卡或线路，而且由于波形的数据点需要固化于ROM中，无法对波形的参数进行动态更改，对于复杂波形的生成、所需的D/A转换采样点数据的产生也较困难；对于不同指标要求，需要开发不同的线路，通用性差；自己开发的电路、需要经验、电路调试也很繁琐、可靠性设计较差。4方案相比3方案通用性提高，不用自己设计电路，调试电路，由于为工业成熟产品，出厂前均进行了严格测试、可靠性高；但各通道的采样频率相同，只依靠板卡硬件资源无法获得多频率模拟信号，需要多块板卡才能产生不同频率的信号。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中同一块模拟输出卡只能输出一种频率的模拟信号的缺陷，从而提供一种在同一块模拟输出卡上输出多种频率模拟信号的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种在同一模拟输出卡上产生多路不同频率模拟信号的方法，包括：

步骤1)、创建一用于保存所述模拟输出卡所要输出的多路不同频率的模拟信号的采样数据的二维数组；所述二维数组的列数表示了所述多路信号的路数，所述二维数组的每一列数据表示了对应路信号的波形，所述二维数组中每一行数据代表了同一时刻的输出电压值；

步骤2)、确定所述模拟输出卡在工作时的采样频率；

步骤3)、所述模拟输出卡按采样周期从所述二维数组读取数据，并对所读取的数据做数/模转换，生成波形；其中，该步骤包括：

步骤3-1)、在从所述二维数组读取数据时，按照所述多路模拟信号中频率最高的信号所对应的采样周期从所述二维数组的每一列读取大小为n的数据；

步骤3-2)、对于所述二维数据中数据大小为N且N大于n的列，将该列中最后第N-n个数据取出并予以缓存；

步骤3-3)、为所述二维数据补入数据；其中，对于数据大小为N且N大于n的列，当所述N-n的值大于或等于n，将该N-n个数据作为该列的新的数据，当所述N-n的值小于n，在所述最后第N-n个数据之后补入完整的N个数据，将其作为该列的新的数据；

步骤3-4)、重新执行步骤3-1)，直到满足终止条件。

上述技术方案中，所述的步骤1)包括：

步骤1-1)、根据模拟输出卡的最大采样率指标和所需生成模拟输出信号的最高频率确定二维数组中用于代表频率最高的一路输出信号的某一列的数据数量上限：