CN103956995A - 一种李萨如波形的产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种李萨如波形的产生方法，其步骤为：(1)在触摸屏上设置波形参数；(2)生成两路输入波形数据；(3)两路波形经DAC转换同时输出至示波器。采用本发明技术方案，不需要手动调节输入波形频率，只要在触摸屏上设置所要输入的波形参数，就可以产生所需的李萨如波形，以更简便的方式实现不同波形的输入，能更方便的产生不同频率比的李萨如波形。

Description

一种李萨如波形的产生方法

技术领域

本发明涉及一种波形产生方法，具体涉及李萨如波形的产生方法。

背景技术

李萨如波形是一种重要的波形，广泛应用于物理教学实验、传感器动态特性检测和频率测量等领域。一个质点同时在X轴和Y轴上作简谐运动，形成的图形就是李萨如波形。无线电学中简谐信号实际就是正弦信号，同时在示波器X通道和Y通道输入正弦信号，就可以在示波器上观察到李萨如波形。现有技术一般采用信号发生器和示波器产生李萨如波形，信号发生器产生不同频率比的两个简谐运动波形，接到示波器上的X通道和Y通道，需要同时调节两路信号发生器输出波形，直至在示波器中显示稳定的李萨如波形。采用该方法产生李萨如波形存在以下方面存在缺陷：

(1)李萨如波形用信号发生器和示波器产生时，需要手动调节输入的简谐运动波形，可调节的频率范围有限且会因调节旋钮不当使输入频率值不精确，很难调节产生李萨如波形所需的不同频率比，高精度的应用场合很难满足要求；

(2)信号发生器体积大，重量重，给用户使用时造成诸多不便；

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种李萨如波形的产生方法，只要在触摸屏上设置所要输入的波形参数，就可以产生所需的李萨如波形。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案为：

一种李萨如波形的产生方法，其步骤为：

(1)在触摸屏上设置波形参数；

(2)生成两路输入波形数据；

(3)两路波形经DAC转换同时输出至示波器。

优选地，所述步骤(2)的流程如下：

存储触摸屏上输入的参数；

处理波形数据；

存储处理后的波形数据；

对处理后的波形数据进行数控调制。

优选地，所述步骤(1)为在触摸屏上设置两路波形频率比。

优选地，所述步骤(1)为先设置第一路波形的具体参数；再设置第二路波形的具体参数。

通过采用以上技术方案，采用一种简单的方法产生李萨如波形，具有如下技术效果：

(1)具有自动扫频功能，从而不需要手动调节输入波形频率；

(2)采用触摸屏设置所要输入的波形参数，以更简便的方式实现不同波形的输入，从而满足需要大量不同李萨如波形的情况，且输入频率范围较大；

(3)更方便的产生不同频率比的李萨如波形。

附图说明

图1是本发明实施例李萨如波形的产生方法的流程框图；

图2是本发明实施例李萨如波形的产生方法中片上系统处理流程框图；

图3是实现本发明实施例李萨如波形的产生方法的装置原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

参见图1，所示为本发明实施例的李萨如波形的产生方法的流程框图，李萨如波形产生步骤为：

(1)在触摸屏上设置波形参数；触摸屏上设置的波形参数主要有两种方式，第一种方式为在触摸屏上设置两路波形频率比；有理论分析可知，李萨如波形的形状随着输入波形频率比的变化而变化；本方法可以在触摸屏上设置有不同频率比选择按键，根据需要设置其中之一频率比后，触摸屏上会显示被选择的频率比数值，根据输入的不同频率比数值，示波器会产生不同形状的李萨如波形，这样只要通过在触摸屏上按下一个按键就能够设置波形参数，此方法同时具有自动扫频的功能，当确定某个频率比后，按下扫频按键，根据不同应用目的，这里可以设置不同的步进值，从而形成大量频率比数值，进而能够形成大量李萨如波形。采用该方式能够更加方便的在示波器上显示李萨如波形，比如用户想查看输入波形频率比为1：5的李萨如波形的形状，只需在触摸屏上设置频率比，而无需分别调节输入波形的频率。

第二种方式为先设置第一路波形的具体参数，再设置第二路波形的具体参数；具体参数包括波形种类、幅度、频率、相位等。在触摸屏界面上分别选择不同输入波形形状，如正弦波，三角波等等，通过幅度、频率、相位按键来分别输入波形的幅度、频率、相位，并通过增大和减小按键来调节实际所需的输入波形参数，能够设置不同李萨如的输入波形参数。

(2)生成两路输入波形数据；参加图2，所示为本发明实施例李萨如波形的产生方法中片上系统生成两路输入波形数据的处理流程框图。利用片上系统对触摸屏上设置的波形参数进行处理，生成不同李萨如波形所需的输入波形，片上系统采用FPGA为主控处理器，包括外围同步动态随机存储器和Flash存储器，Flash存储器用来存储触摸屏上设置的波形参数，FPGA中的嵌入式处理器对存储在Flash存器中的波形参数进行数据图像处理，滤除无效信号，对波形做一定的拉伸及放大后，将数据存储在同步动态随机存储器中，直接数字合成器对存储在同步动态随机存储器的波形数据频率、相位和幅度进行数控调制，输出两路李萨如波形所需的输入波形的数字信号。

(3)两路波形经DAC转换同时输出至示波器；这里采用高速数模转换器(DAC904)，使输入的波形具有很大的频率范围，对直接数字合成器输出的李萨如输入波形的数字信号进行数模转换，形成模拟信号的输入波形用于接到示波器上的X通道和Y通道。

(4)示波器显示波形。示波器的处理模块对输入到X通道和Y通道的波形进行处理，最终显示之前参数设置好的李萨如波形。

参见图3，所示为实现本发明实施例李萨如波形的产生方法的装置原理框图，包括包括触摸屏(11)，片上系统(12)，同步动态随机存储器(13)，Flash存储器(14)、第一数模转换通道(15)和第二数模转换通道(16)；片上系统(12)包括嵌入式处理器(121)和直接数字合成器(122)，其中，

片上系统(12)与触摸屏(11)、同步动态随机存储器(13)、Flash存储器(14)、第一数模转换通道(15)和第二数模转换通道(16)之间采用总线连接；

触摸屏(11)作为输入设备和显示设备与嵌入式处理器(121)相连接，用于输入波形数据和频率控制信号；

Flash存储器(14)用于存储波形数据和频率控制信号；

嵌入式处理器(121)用于对存储在Flash存储器(14)中的数据进行分析处理，并将处理结果的波形数据保存在同步动态随机存储器(13)；

直接数字合成器(122)用于对存储在同步动态随机存储器(13)的波形数据进行数控调制，并产生两路波形数据同时分别输出给第一数模转换通道(15)和第二数模转换通道(16)；

第一数模转换通道(15)和第二数模转换通道(16)用于对直接数字合成器(122)的输出数据进行数模转换，并同时输出信号至示波器。

本装置产生李萨如波形的步骤如下：在TFT触摸屏上选择产生不同李萨如波形的频率比按键，当按下其中之一按键后，按下具有扫频功能的按键，产生的波形参数经过数据总线存储在Flash存储器中，利用FPGA中的嵌入式处理器(Nios II)对存储在Flash存储器中的波形数据进行数据图像处理，滤除无效信号，对波形做一定的拉伸及放大后，将数据存储在同步动态随机存储器中，直接数字合成器对存储在同步动态随机存储器的波形数据频率、相位和幅度进行数控调制，由于FPGA的并行特性，装置将输出两路李萨如波形的输入波形的数字信号，利用两路数模转换通道(DAC904)对直接数字合成器输出的两路数字信号进行数模转换，形成的两路模拟信号波形用于接在示波器的X和Y通道，最终在示波器上显示李萨如波形。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种李萨如波形的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在触摸屏上设置波形参数；

(2)生成两路输入波形数据；

(3)两路波形经DAC转换同时输出至示波器。

2.根据权利要求1所述的李萨如波形的产生方法，其特征在于，所述步骤(2)的流程如下：

存储触摸屏上输入的参数；

处理波形数据；

存储处理后的波形数据；

对处理后的波形数据进行数控调制。

3.根据权利要求1或者2所述的李萨如波形的产生方法，其特征在于，所述步骤(1)为在触摸屏上设置两路波形频率比。

4.根据权利要求1或者2所述的李萨如波形的产生方法，其特征在于，所述步骤(1)为先设置第一路波形的具体参数；再设置第二路波形的具体参数。