[发明专利]一种可扩展的任意波形发生器底板

说明书

一种可扩展的任意波形发生器底板，包括电源模块、时钟模块、总线扩展模块和系统控制模块；电源模块包括底板电源电路、波形合成板电源电路和模拟通道板电源电路；时钟模块包括时钟生成电路，对参考时钟进行消抖和进行倍频、分频变换的时钟消抖电路和对不同频率的参考时钟进行分配的时钟扇出电路，时钟生成电路、时钟消抖电路和时钟扇出电路依次连接；总线扩展模块包括用于实现PCIe总线扩展的PCIe转换模块和接口电路；系统控制模块分别连接到时钟消抖电路和时钟扇出电路，系统控制模块连接到总线扩展模块的PCIe转换模块。将底板进行模块化，并整合了电源与时钟模块，在节约资源的同时，减小了板卡的体积。

技术领域

本发明涉及计量仪器领域，特别涉及一种可扩展的任意波形发生器底板。

背景技术

目前主流的任意波形发生器有传统台式仪器（GPIB）、基于模块化仪器的插卡式仪器（PXI/AXIe）、通信（RS-232）、网络（LAN）等。传统台式的任意波形发生器的采样率可达到92Gsa/s，能输出高频乃至射频且低杂散的信号。

传统台式任意波形发生器体积过大，操作系统固定，一般通过GPIB、RS232、LAN等方式与控制系统进行通信，速率较低，且编程不够灵活。台式仪器每个仪器都需要提供额外的电源与机箱，每个板卡都需要建立时钟源，当需要进行通道扩展时，造成很大的浪费，且多台仪器占用的体积很大。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种可扩展的任意波形发生器底板，将任意波形发生器所需要外接的电路进行模块化，并整合了任意波形发生器的电源与时钟模块，不再像传统台式仪器那样每个模块需要提供额外的电源与机箱、对每个板卡都需要建立时钟源，在节约资源的同时，大大减小了板卡的体积，使得模块化任意波形发生器更加小型化，更具灵活性。

本发明采用的技术方案如下：

一种可扩展的任意波形发生器底板，包括电源模块，为任意波形发生器提供时钟的时钟模块，通过扩展PCIe总线来实现任意波形发生器多通道扩展的总线扩展模块和为底板提供控制信号的系统控制模块；

所述电源模块包括为底板提供电源的底板电源电路、为波形合成板提供电源的波形合成板电源电路和为模拟通道板提供电源的模拟通道板电源电路；

所述时钟模块包括产生参考时钟的时钟生成电路，对参考时钟进行消抖和进行倍频、分频变换的时钟消抖电路和对不同频率的参考时钟进行分配的时钟扇出电路，时钟生成电路、时钟消抖电路和时钟扇出电路依次连接；

所述总线扩展模块包括用于实现PCIe总线扩展的PCIe转换模块和接口电路；

所述系统控制模块分别连接到时钟消抖电路和时钟扇出电路，所述系统控制模块连接到总线扩展模块的PCIe转换模块。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述时钟模块中的时钟消抖电路包括依次连接的DDS芯片、抖动衰减器。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述系统控制模块分别和DDS芯片和抖动衰减器连接。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述时钟扇出电路包括时钟扇出芯片、第一时钟缓冲器和第二时钟缓冲器，时钟扇出芯片通过第一时钟缓冲器和时钟消抖电路连接，时钟扇出芯片通过第二时钟缓冲器连接到外部采样时钟。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述系统控制模块和时钟扇出芯片连接。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述总线扩展模块的PCIe转换模块为一个带有PCIe IP核的FPGA，所述接口电路包括PCIe扩展通道和若干波形合成板，所述PCIe扩展通道分别和若干波形合成板连接。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述系统控制模块为一个带有PCIe IP核的FPGA。