[发明专利]一种高分辨率变频阻尼振荡信号发生器

权利要求书

1.一种高分辨率变频阻尼振荡信号发生器，其特征在于，包括FPGA，14位D/A转换器，MOSFET开关，所述FPGA接收外部传送的阻尼振荡波形数据,以100MHz的转换率通过所述14位D/A转换器把阻尼振荡波形数据转换成模拟波形,再通过滤波、运放处理，通过MOSFET开关输出。

2.根据权利要求1所述的高分辨率变频阻尼振荡信号发生器，其特征在于，外部传送的阻尼振荡波形数据进入FPGA前，需要进行数据提取，数据提取方法如下：

根据公式：

提取阻尼振荡波形数据，其中，p₁为峰值电流幅度，p₂为时间常数，为初始上升沿时间，p₃为初始频率，p₄为幅度衰减常数，p₅为频率衰减常数，为幅度阻尼因数，为频率阻尼因数，提取波形数据的公式为s₁(t)＝8192-s(t)；

将提取的波形数据s₁(t)写入所述FPGA，通过FPGA驱动所述14位D/A转换器,阻尼振荡波形经滤波、运放加法运算后反相。

3.根据权利要求2所述的高分辨率变频阻尼振荡信号发生器，其特征在于，阻尼振荡波形反相后经过所述MOSFET开关输出，并经过RC滤波器后输出最终波形，所述RC滤波器的截止带宽为200MHz。

4.根据权利要求1所述的高分辨率变频阻尼振荡信号发生器，其特征在于，所述的高分辨率变频阻尼振荡信号发生器还包括MOSFET驱动电路，所述MOSFET驱动电路包括三极管、脉冲变压器、整流二极管，FPGA发出PWM信号控制三极管，三极管驱动脉冲变压器，脉冲变压器产生的方波脉冲经过整流二极管，在所述MOSFET开关的G极和S极之间产生驱动波形。

5.根据权利要求4所述的高分辨率变频阻尼振荡信号发生器，其特征在于，变频阻尼振荡信号的输出需要经过时序控制，所述时序控制如下：

设定FPGA开始驱动14位D/A转换器的时间为0，FPGA发出PWM信号的开始时间为T1，阻尼振荡波形输出的开始时间为T2，阻尼振荡波形输出的结束时间为T3，MOSFET绝对关断状态的时间为T4，其中T1通过计算MOSFET驱动电路各个器件的时延确定；

FPGA在时间为0时开始驱动14位D/A转换器，在时间0～T2处，14位D/A转换器的输出波形保持初始值；

在T2时间之前，FPGA发出PWM信号，所述MOSFET开关在T2处开始输出阻尼振荡波形，并在T2时间达到峰值，在T3时FPGA停止发出PWM信号，在T4时FPGA驱动14位D/A转换器，把输出电平调为初始状态的值；

MOSFET开关输出阻尼振荡波形的时间段为T1～T3，其中T1～T2是波形前沿部分，T2～T3是波形后续部分。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高分辨率变频阻尼振荡信号发生器，其特征在于，所述MOSFET开关为SiC材料MOSFET。