[发明专利]一种波形幅频分离实时控制的高频电流源

权利要求书

1.一种波形幅频分离实时控制的高频电流源，其特征在于，包括：PowerPC、FPGA模块、第一数模转换模块、第二数模转换模块和电力电子式电流发生器，频率调制模块；

所述PowerPC用于解析导入的原始采样数据，分析信号的幅值及频率参数，计算与采样信号幅值成比例关系的直流幅值控制信号及与采样信号频率相同的交流频率控制信号，输入至所述FPGA模块；

所述FPGA模块用于完成直流幅值控制信号与交流频率控制信号的编码输出及发送时序控制；

所述第一数模转换模块用于根据直流幅值控制信号产生与采样信号幅值成比例关系的直流电压模拟信号；

所述第二数模转换模块用于产生与采样信号同频的交流电压模拟信号；

所述电力电子式电流发生器用于根据接收的直流电压模拟信号与交流电压模拟信号作为幅值和频率的控制信号输出高频电流信号；

所述频率调制模块包括低通滤波电路和方波调制电路；

所述低通滤波电路具体为二阶有源低通滤波电路；

所述方波调制电路具体为同相比例运算电路；

所述频率调制模块连接于所述第二数模转换模块与所述电力电子式电流发生器之间；

所述频率调制模块用于将所述第二数模转换模块发送的同频的正弦的交流电压模拟信号转换为对应的同频的方波的交流电压模拟信号；

所述频率调制模块的电路包括：运算放大器、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容CA10、电容CA11、电容CA12和二极管；

所述电阻R11的第一端连接所述频率调制模块的输入端，所述电阻R11的第二端连接所述电阻R12的第一端；

所述电阻R12的第二端连接所述运算放大器的第三端；

所述电阻R13的第一端接地，所述电阻R13的第二端连接所述电阻R14的第一端，所述电阻R14的第二端连接所述频率调制模块的输出端；

所述电容CA10的第一端连接所述电阻R11的第二端，所述电容CA10的第二端接地；

所述电容CA11的第一端连接所述电阻R11的第二端，所述电容CA11的第二端连接所述频率调制模块的输出端；

所述电容CA12的第一端连接所述电阻R12的第二端，所述电容CA12的第二端接地；

所述二极管的一端连接所述频率调制模块的输入端，所述二极管的另一端接地；

所述运算放大器的第二端连接所述电阻R13的第二端，所述运算放大器的第四端连接-12V的电源，所述运算放大器的第六端连接所述频率调制模块的输出端，所述运算放大器的第七端连接+12V的电源。

2.根据权利要求1所述的一种波形幅频分离实时控制的高频电流源，其特征在于，所述PowerPC具体用于：

从导入的原始采样数据中提取每点采样数据，按照CFG文件配置参数还原实际采样值，获得采样离散信号；

采用快速傅立叶变换算法对采样离散信号进行频谱分析，获取采样离散信号的幅值参数和频率参数；

根据预设比例调节幅值参数大小，输出与采样信号幅值成比例关系的直流幅值控制信号，生成与频率参数相同的交流频率控制信号。

3.根据权利要求2所述的一种波形幅频分离实时控制的高频电流源，其特征在于，具体通过第一公式按照CFG文件配置参数还原实际采样值获得采样离散信号；

所述第一公式为：

其中，S′为实际采样，S为原始采样，C_chn为通道倍率，O_chn为通道偏移，k为采样变比。

4.根据权利要求2所述的一种波形幅频分离实时控制的高频电流源，其特征在于，具体通过第二公式采用快速傅立叶变换算法对采样离散信号进行频谱分析，获取采样离散信号的频率参数；

所述第二公式为：

其中，f_n为第n次信号频率，f_s为采样频率，n为信号序号，N为采样点数。