[发明专利]一种序列信号发生器及序列信号产生方法

说明书

本发明提供了一种序列信号发生器及序列信号产生方法，通信模块接收上位机发送的波形播放指令。波形播放模块根据波形播放指令获得波形数据，其中，波形数据包括原始方波序列数据和目标方波序列数据，且目标方波序列数据包括一级延时参数和二级延时参数。根据原始方波序列数据获得原始方波序列信号；延时模块根据一级延时参数对原始方波序列信号进行一级延时处理得到中间方波序列信号；然后，延时模块根据二级延时参数对中间方波序列信号进行二级延时处理得到目标方波序列信号。使用延时时长较大的一级延时单元，减少了二级延时单元的使用数量从而使得所使用的延时链落在非线性较好的部分。因此，提高了产生方波序列信号的时间精度。

技术领域

本申请涉及脉冲信号技术领域，更具体的说是涉及一种序列信号发生器及序列信号产生方法。

背景技术

序列信号是把一组二进制数码0、1按一定规则排列的串行信号，可以作为同步信号、地址码、数据、控制信号等。序列发生器就是产生一系列特定的方波序列信号的仪器。

近年来，随着电子科学技术以及相关研究领域的快速发展，序列信号发生器在航空航天、通讯、自动化控制、电子精密仪器、基础物理，甚至医学生物等前沿科研领域得到了广泛的应用。高精度方波序列信号可以用作高精度时序控制，也可以作为高稳定度的激励信号。高精度方波序列信号不仅能够应用于超声波、雷达、医学成像、激光控制、通信等领域，还广泛应用于量子计算、量子通讯、量子精密测量等前沿科学领域中。

其中，相关技术的一种序列信号发生器采用高速时钟法实现，利用高速时钟信号作为方波序列信号的参考基准，即在高速时钟信号的上升沿或下降沿改变方波通道的输出电平，生成方波序列信号。高速时钟法产生序列方波信号的时间精度受限于工作时钟频率。对于工作频率是GHz量级的时钟频率等效于纳秒级的时间精度，而在此基础上进一步提升工作频率非常困难，因此，高速时钟法生成方波序列信号不适合更高精度序列场合的应用。

随着科学的不断发展，技术的不断进步，以及实验方法的不断推进，对序列信号发生器的时间精度要求越来越高，因此，亟需一种时间精度更高的序列信号发生器。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种序列信号发生器，以产生时间精度更高的序列信号。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种序列信号发生器，包括：通信模块、波形播放模块、波形数据存储模块和延时模块，所述延时模块包括至少一个一级延时单元和至少一个二级延时单元，且所述一级延时单元的延时时长大于所述二级延时单元的延时时长，所述一级延时单元和所述二级延时单元的延时时长均小于系统时钟周期；

所述通信模块，用于接收上位机发送的指令并传输至所述波形播放模块；

所述波形播放模块，用于当确定所述指令为波形播放指令时，根据所述指令从所述波形数据存储模块中读取波形数据，所述波形数据包括原始方波序列数据和目标方波序列数据；以及，根据所述原始方波序列数据产生原始方波序列信号，并将所述原始方波序列信号和所述目标方波序列数据传输至所述延时模块，所述目标方波序列数据包括一级延时参数和二级延时参数；

所述延时模块，用于根据所述一级延时参数由所述至少一个一级延时单元对所述原始方波序列信号进行一级延时处理，得到中间方波序列信号，并根据所述二级延时参数由所述至少一个二级延时单元对所述中间方波序列信号进行二级延时处理，得到目标方波序列信号，并输出所述目标方波序列信号。

可选地，所述延时模块还包括第一多路选择控制器和第二多路选择控制器；

所述至少一个一级延时单元，用于对所述原始方波序列信号进行一级延时处理；

所述第一多路选择控制器，用于根据所述一级延时参数确定所述原始方波序列信号在所述至少一个一级延时单元中的输出节点，并在所述输出节点得到所述中间方波序列信号；