CN109521833A - 一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于任意波形产生技术领域，具体涉及一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置。所述装置为了能够产生宽带大幅度偏置波形信号，在波形幅度方面，该装置通过多通道直流DAC控制可变阻抗元件分别调整放大器输入端增益和放大器增益，使放大器始终工作在宽带模式下，通道增益在频带较宽的范围内保持不变。在波形偏置方面，该装置通过多通道直流DAC控制电源模块调整放大器的供电电压，实现波形信号添加偏置，从而使偏置摆脱放大器固定供电电压范围的限制。此外，在高速DAC前端的波形数据中添加直流偏置数据，在装置后端实现两个偏置信号的叠加，达到增大偏置范围的效果。

Description

一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置

技术领域

本发明属于任意波形产生技术领域，具体涉及一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置。

背景技术

随着现代信息事业的发展，测试对象不断丰富，对信号发生种类的需求日益增多。任意波形发生器是一种多用途的激励源，能够提供一些常规的函数波形，复杂可编辑的波形，环境模拟信号，数字调制信号等，广泛应用于雷达、通信、生物医疗和芯片检测等各个领域。

任意波形发生器具有灵活的波形编辑方式，根据用户输入的带宽、幅度和偏置等波形参数产生波形数据。波形数据经过高速DAC转换得到模拟波形信号。信号调理电路完成对波形信号的信号调理，信号调理就是对波形信号进行滤波、衰减、偏置、放大等处理，确保输出的波形满足用户设置的要求。随着电子技术的发展，宽带大幅度偏置的任意波形信号的需求不断增加，尤其在高速数字设计、现场环境模拟和重放等多种应用方面。

信号调理电路是任意波形发生器的关键电路之一。通常信号调理电路从前到后依次包括低通滤波器、衰减器、偏置添加电路和放大器等。

现有技术中，低通滤波器和衰减器能够做到较宽的频带范围同时具有较好的性能，方案设计较为成熟。偏置添加电路和放大器是设计的难点。

在添加偏置方面，偏置添加电路较多采用运放加法器实现。通过运放加法器将外部产生的直流偏置和波形信号相加，得到带直流偏置的波形信号。由于运放加法器为有源器件，带直流偏置的波形信号小于运放加法器供电电压范围。同时，波形信号的带宽小于运放加法器的带宽。因此，波形信号的偏置、幅度和带宽均受限于运放加法器的供电电压和带宽。

在信号放大方面，放大器将带直流偏置的波形信号放大，达到输出波形信号的要求。由于输出波形信号的带宽是从直流开始，放大器通常采用固定增益的高速运放和晶体管放大器实现。放大器的增益为固定模式，且受限于带宽，即放大器的增益随着带宽的增大而逐渐减小，从而造成输出幅度在频带较高处较小的问题。同时，放大器的输出信号小于自身供电电压的范围。因此，直流偏置和波形信号幅值均受到放大器供电电压的影响，波形信号的偏置、幅度和带宽受限于放大器的供电电压范围、增益和带宽。

发明内容

针对上述技术问题，本发明目的是提供一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置。该装置根据用户对输出波形信号带宽、幅度和偏置的需求，对于高速DAC输出的波形信号进行滤波、衰减、添加偏置和放大等操作，为了能够产生宽带大幅度偏置波形信号，在波形幅度方面，该装置通过多通道直流DAC控制可变阻抗元件分别调整放大器输入端增益和放大器增益，使放大器始终工作在宽带模式下，保证了放大的波形信号在高频处的幅度值；在波形偏置方面，该装置通过多通道直流DAC控制电源模块调整放大器的供电电压，实现波形信号添加偏置，从而使偏置摆脱放大器固定供电电压范围的限制。此外，在高速DAC前端的波形数据中添加直流偏置数据，在装置后端实现两个偏置信号的叠加，达到增大偏置范围的效果。该装置具有输出波形信号带宽、幅度和偏置范围大的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，包括幅度偏置控制模块、偏置数据添加模块、高速DAC、低通滤波器、衰减器、放大器、与所述幅度偏置控制模块连接的多通道直流DAC、与所述多通道直流DAC连接且为所述放大器提供可调电压的可变电源模块、与所述多通道直流DAC连接且用于调整所述放大器增益的负载控制模块和增益反馈模块；

所述偏置控制模块、所述偏置数据添加模块、所述高速DAC、所述低通滤波器、所述衰减器、所述负载控制模块和所述放大器依次连接；所述负载控制模块和增益反馈模块均与所述多通道直流DAC连接，所述负载控制模块设置在所述放大器的输入端用于提供放大器输入端增益，所述增益反馈模块设置于放大器反馈回路中用于调整放大器增益；

将用户设置的输出波形信号带宽、输出波形信号幅度和输出波形信号偏置输入到所述宽带信号调理装置中；

在放大器增益调整方面，根据用户设置的输出波形信号带宽和放大器初始增益的带宽，判断是否需要调整放大器增益；需要调整放大器增益时，通过调整所述负载控制模块的阻抗为放大器提供放大器输入端增益，同时调整所述增益反馈模块的阻抗以减小放大器增益；所述放大器输入端增益和调整后的放大器增益的和等于放大器初始增益，从而使放大器的输出满足用户设置的输出波形信号带宽。

进一步地，判断是否需要调整放大器增益，具体为：

若放大器初始增益的带宽B_Amp≥用户设置的输出波形信号带宽B_Sig，则放大器的增益满足带宽要求，无需调整放大器增益；

若放大器初始增益的带宽B_Amp＜用户设置的输出波形信号带宽B_Sig，则放大器的增益不满足带宽要求，需要降低放大器的增益。

进一步地，需要调整放大器增益时，在放大器的增益频响曲线进行查询，所述放大器的增益频响曲线包括放大器在不同带宽下的增益，找到满足用户设置的输出波形信号带宽的要求的放大器频响增益A_Amp_l，计算增益变量△A_Amp，△A_Amp＝A_Amp-A_Amp_l；其中，A_Amp为放大器初始增益；

采用负载控制模块的增益变量提供增益变量，根据电阻分压原理可知，当负载控制模块阻抗Z变大时，输入放大器信号的增益增大；将所述负载控制模块设置在所述放大器的输入端，通过所述负载控制模块的增益变量△A_Load补偿放大器增益的损失，负载控制模块的增益变量△A_Load的计算表达式为：

其中，△Z为负载控制模块阻抗变化量，R为负载控制模块固定电阻的阻值；

增益反馈模块在放大器负反馈回路中，通过改变放大器反馈端的信号增益从而改变放大器输出信号的增益，使放大器的增益变化量为-△A_Load；

△A_Amp和△A_Load的值相等，通过所述负载控制模块的增益变量△A_Load的计算表达式，求得负载控制模块阻抗变化量△Z；

所述幅度偏置控制模块根据负载控制模块阻抗变化量△Z，控制多通道直流DAC输出相应电压的电平信号，进而调整负载控制模块和增益反馈模块的阻抗，以分别实现调整放大器输入端增益和放大器增益，使放大器调整后的增益等于放大器频响增益A_Amp_l，负载控制模块的增益变量提供增益变量△A_Load。

进一步地，所述负载控制模块包括电感器、场效应管和电阻，所述电感器和所述场效应管并联构成可变阻抗部分，所述电阻为固定阻抗部分；所述多通道直流DAC模块接收所述幅度偏置控制模块的指令，能够产生相应电压的电平信号，所述多通道直流DAC模块产生的电平信号作用于所述场效应管的栅极，所述场效应管的漏极和源极间的等效电阻R_FET随着电平信号而变，从而实现对所述负载控制模块阻抗Z的控制；

其中，Z为负载控制模块阻抗，f为用户设置的输出波形信号带宽，L为电感值，R_FET为场效应管的漏极和源极间的等效电阻，R为固定电阻的阻值；

进一步地，所述增益反馈模块的结构和所述负载控制模块的结构相同，且所述多通道直流DAC模块产生的电平信号作用于所述增益反馈模块中的场效应管的栅极，进而实现对所述增益反馈模块阻抗的控制。

进一步地，在所述宽带信号调理装置中将用户设置的输出波形信号带宽、输出波形信号幅度和输出波形信号偏置形成原始波形数据；

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号偏置计算获得信号调理偏置，所述偏置数据添加模块将所述信号调理偏置添加到所述原始波形数据中，在所述原始波形数据中添加的信号调理偏置和所述可变电源模块提供的偏置在放大器输出时实现叠加，完成添加偏置的操作；

进一步地，所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号，完成添加偏置的操作的过程，具体为：

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号偏置D_Sig，计算信号调理偏置n，所述信号调理偏置n即为向原始波形数据中添加的偏置数据；

当D_Sig≤D_Pow/2时：信号调理偏置n为0，即此时无需在波形数据中添加偏置数据；

当D_Sig＞D_Pow/2时：

其中，D_Pow为所述可变电源模块的电压调整范围，S_Atte为衰减器衰减量，A_Amp为放大器初始增益；

所述偏置数据添加模块将信号调理偏置n添加到所述原始波形数据中，在所述原始波形数据中添加的信号调理偏置和所述可变电源模块提供的偏置在放大器输出时实现叠加，完成添加偏置的操作。

进一步地，所述可变电源模块包括正电源和负电源两部分，所述正电源部分和负电源部分的电源都经过两级变压，第一级为DC/DC模块，第二级为LDO模块；第一级采用所述DC/DC模块进行稳压，以降低第二级LDO模块输入输出电压压差，进而保证整个电源的效率；

所述幅度偏置控制模块通过所述直流多通道DAC控制两级电源模块反馈端电压，从而能够控制所述可变电源模块的输出电压，实现可变电源模块对直流偏置的添加。

进一步地，所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号幅度，计算装置通道放大增益，实现输出信号幅度的控制；具体为：

幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号幅度A_Sig，计算装置通道放大增益C_Amp，

其中，A_Dacm为高速DAC最大输出幅度；

所述幅度偏置控制模块根据所述装置通道放大增益C_Amp设置衰减器和放大器，实现输出信号幅度的控制，具体如下：

1)当1≤C_Amp时，设置衰减器为直通状态，衰减为0，放大器正常工作；

2)当时，设置衰减器和放大器均直通状态，衰减和放大均为0，高速DAC信号直接输出；其中，A_Dacn为高速DAC不损失有效位的最小输出幅度，

3)当时，衰减器正常工作，放大器为直通状态，放大为0。

本发明的有益技术效果：

本发明所述宽带信号调理装置，在偏置添加电路方面，没有采用传统的运放加法器电路，而是根据用户的设置，通过多通道直流DAC控制电源模块调整放大器的供电电压，从而使偏置摆脱运放加法器供电电压范围的限制。此外，为了增大偏置范围，在高速DAC前端的波形数据中添加直流偏置数据，在放大器输出时实现两个偏置信号的叠加。

本发明所述宽带信号调理装置，在放大器增益的调整方面，没有采用固定增益放大器电路，而是通过多通道直流DAC控制负载控制模块和增益反馈模块中的可变阻抗元件分别调整放大器输入端控制增益和放大器增益，通过调整放大器的增益使放大器始终工作在宽带模式下，并且通过输入端控制增益补偿放大器增益的损失使得通道在频带较宽的范围内保持增益不变，保证了波形信号在高频处的幅度值。本发明所述宽带信号调理装置，该装置具有输出波形信号带宽、幅度和偏置范围大的优点。

附图说明

图1为本发明实施例中宽带信号调理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置的工作流程图；

图3为本发明实施例中负载控制模块实现框图；

图4为本发明实施例中信号调理通道增益带宽示意图；

图5为本发明实施例中可变电源模块实现框图。

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描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，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。

针对现有技术中，偏置添加电路采用运放加法器进行直流偏置和波形信号的叠加，不可避免的使得波形信号的偏置、幅度和带宽受限于运放加法器的性能。现有的放大器采用固定增益模式的高速运放和晶体管放大器实现，当放大器需要较大的增益时，放大器的带宽会减小，导致波形信号的带宽随之减小，从而造成输出幅度在频带较高处较小的问题。波形信号的偏置、幅度和带宽受限于放大器的性能。高性能的运放加法器和放大器取决于制造工艺，设计难度较大，需研制专用集成电路芯片，成本较高的技术问题。

本发明实施例提供一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，如图1所示，包括幅度偏置控制模块、偏置数据添加模块、高速DAC、低通滤波器、衰减器、放大器、与所述幅度偏置控制模块连接的多通道直流DAC、与所述多通道直流DAC连接且为所述放大器提供可调电压的可变电源模块、与所述多通道直流DAC连接且用于调整所述放大器增益的负载控制模块和增益反馈模块；

所述偏置控制模块、所述偏置数据添加模块、所述高速DAC、所述低通滤波器、所述衰减器、所述负载控制模块和所述放大器依次连接；所述负载控制模块和增益反馈模块均与所述多通道直流DAC连接，所述负载控制模块设置在所述放大器的输入端用于提供放大器输入端增益，所述增益反馈模块设置于放大器反馈回路中用于调整放大器增益；并且在本实施例中，幅度偏置控制模块和偏置数据添加模块在FPGA内部，由逻辑编程实现。

将用户设置的输出波形信号带宽、输出波形信号幅度和输出波形信号偏置输入到所述宽带信号调理装置中；在所述宽带信号调理装置中将用户设置的输出波形信号带宽、输出波形信号幅度和输出波形信号偏置形成原始波形数据；

在放大器增益调整方面，根据用户设置的输出波形信号带宽和放大器初始增益的带宽，判断是否需要调整放大器增益；需要调整放大器增益时，通过调整所述负载控制模块的阻抗为放大器提供放大器输入端增益，同时调整所述增益反馈模块的阻抗以减小放大器增益；所述放大器输入端增益和调整后的放大器增益的和等于放大器初始增益，从而使放大器的输出满足用户设置的输出波形信号带宽。

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号偏置计算获得信号调理偏置，所述偏置数据添加模块将所述信号调理偏置添加到所述原始波形数据中，在所述原始波形数据中添加的信号调理偏置和所述可变电源模块提供的偏置在放大器输出时实现叠加，完成添加偏置的操作。

图2为本发明实施例中一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置的工作流程图；

用户设置的输出波形信号带宽、输出波形信号幅度和输出波形信号偏置输入到所述宽带信号调理装置中形成原始波形数据；

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号幅度，计算装置通道放大增益，实现输出信号幅度的控制；具体为：

幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号幅度A_Sig，计算装置通道放大增益C_Amp，

其中，A_Dacm为高速DAC最大输出幅度；

所述幅度偏置控制模块根据所述装置通道放大增益C_Amp设置衰减器和放大器，实现输出信号幅度的控制，具体如下：

1)当1≤C_Amp时，设置衰减器为直通状态，衰减为0，放大器正常工作；

2)当时，设置衰减器和放大器均直通状态，衰减和放大均为0，高速DAC信号直接输出；其中，A_Dacn为高速DAC不损失有效位的最小输出幅度，

3)当时，衰减器正常工作，放大器为直通状态，放大为0。

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号带宽B_Sig，对所述放大器增益进行调整，具体为：

判断是否需要调整放大器增益的方法为：

若放大器的未调整增益带宽B_Amp≥用户设置的输出波形信号带宽B_Sig，则放大器的增益满足带宽要求，无需调整放大器增益；

若放大器的未调整增益带宽B_Amp＜用户设置的输出波形信号带宽B_Sig，则放大器的增益不满足带宽要求，需要降低放大器的增益。

需要调整放大器增益时，在放大器的增益频响曲线进行查询，所述放大器的增益频响曲线包括放大器在不同带宽下的增益，找到满足用户设置的输出波形信号带宽的要求的放大器频响增益A_Amp_l，计算增益变量△A_Amp，△A_Amp＝A_Amp-A_Amp_l；其中，A_Amp为放大器初始增益；

采用负载控制模块的增益变量提供所述增益变量：根据电阻分压原理可知，当负载控制模块阻抗Z变大时，传输线阻抗不变，输入放大器信号的增益增大；将所述负载控制模块设置在所述放大器的输入端，通过所述负载控制模块的增益变量△A_Load补偿放大器增益的损失，负载控制模块的增益变量△A_Load的计算表达式为：

其中，△Z为负载控制模块阻抗变化量，R为负载控制模块固定电阻的阻值；

增益反馈模块在放大器负反馈回路中，通过改变放大器反馈端的信号增益从而改变放大器输出信号的增益，使放大器的增益变化量为-△A_Load；

信号调理通道增益带宽示意图如图4所示，其中实线是放大器调整增益后的幅频曲线，虚线是调整前的曲线。通过负载控制模块增益补偿放大器增益的损失使得通道在频带较宽的范围内保持增益不变，所以△A_Amp和△A_Load相等，通过式(2)的计算表达式，求得负载控制模块阻抗变化量△Z；

所述幅度偏置控制模块根据负载控制模块阻抗变化量△Z，控制多通道直流DAC输出相应电压的电平信号，进而调整负载控制模块和增益反馈模块的阻抗，以分别实现调整放大器输入端增益和放大器增益，使放大器调整后的增益等于放大器频响增益A_Amp_l，负载控制模块的增益变量提供增益变量△A_Load。通过调整放大器的增益使放大器始终工作在宽带模式下，并且通过输入端增益补偿放大器增益的损失使得通道在频带较宽的范围内保持增益不变，保证了波形信号在高频处的幅度值。

在本实施例中，放大器增益的调整电路包括幅度偏置控制模块，多通道直流DAC，负载控制模块和增益反馈模块。多通道直流DAC模块主要由多通道DAC芯片构成，能够输出多路电平精确可控的直流信号。多通道直流DAC模块接收幅度和偏置控制模块的指令，产生相应电压的电平信号。

所述负载控制模块包括电感器、场效应管和电阻，所述电感器和所述场效应管并联构成可变阻抗部分，所述电阻为固定阻抗部分，如图3所示，所述多通道直流DAC模块产生的电平信号作用于所述场效应管的栅极，由场效应管结构可知，所述场效应管的漏极和源极间的等效电阻R_FET随着电平信号而变，从而实现对所述负载控制模块阻抗Z的控制；

其中，Z为负载控制模块阻抗，f为用户设置的输出波形信号带宽，L为电感值，R_FET为场效应管的漏极和源极间的等效电阻，R为固定电阻的阻值。所述增益反馈模块的结构和所述负载控制模块的结构相同，且所述多通道直流DAC模块产生的电平信号作用于所述增益反馈模块中的场效应管的栅极，进而实现对所述增益反馈模块阻抗的控制。

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号偏置D_Sig，计算信号调理偏置n，所述信号调理偏置n即为向原始波形数据中添加的偏置数据；具体为：

当D_Sig≤D_Pow/2时：信号调理偏置n为0，此时，通过可变电源模块改变信号的偏置，无需在波形数据中添加偏置数据；如图5所示，所述可变电源模块包括正电源和负电源两部分，所述正电源部分和负电源部分的电源都经过两级变压，第一级为DC/DC模块，第二级为LDO模块；LDO模块输出电压具有噪声小的优点，但当输入输出电压压差大时效率较低，因此，第一级采用效率高的DC/DC模块稳压，能够降低第二级LDO模块输入输出电压压差，进而保证整个电源的效率；第一级和第二级模块都通过反馈端电阻分压设置输出电压值，多通道直流DAC接入电阻分压电路，进而控制输出电压。当D_Sig≤D_Pow/2时：所述幅度偏置控制模块能够仅仅通过所述直流多通道DAC控制两级电源模块反馈端电压，从而能够控制所述可变电源模块的输出电压，实现可变电源模块对直流偏置的添加。

当D_Sig＞D_Pow/2时：

其中，D_Pow为所述可变电源模块的电压调整范围，S_Atte为衰减器衰减量，A_Amp为放大器初始增益；

所述偏置数据添加模块将信号调理偏置n添加到所述原始波形数据中，在所述原始波形数据中添加的信号调理偏置和所述可变电源模块提供的偏置在放大器输出时实现叠加，完成添加偏置的操作。

与现有技术相比，本发明所提供的用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，具有以下技术效果：

(1)使偏置摆脱运放加法器和放大器供电电压范围的限制，同时，在波形数据中添加直流偏置数据，达到增大偏置范围的效果。

(2)通过调整放大器的增益使放大器始终工作在宽带模式下，并且通过输入端增益补偿放大器增益的损失使得通道增益在频带较宽的范围内保持不变，保证了波形信号在高频处的幅度值。

Claims (9)

1.一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，包括幅度偏置控制模块、偏置数据添加模块、高速DAC、低通滤波器、衰减器、放大器、与所述幅度偏置控制模块连接的多通道直流DAC、与所述多通道直流DAC连接且为所述放大器提供可调电压的可变电源模块、与所述多通道直流DAC连接且用于调整所述放大器增益的负载控制模块和增益反馈模块；

所述偏置控制模块、所述偏置数据添加模块、所述高速DAC、所述低通滤波器、所述衰减器、所述负载控制模块和所述放大器依次连接；所述负载控制模块和增益反馈模块均与所述多通道直流DAC连接，所述负载控制模块设置在所述放大器的输入端用于提供放大器输入端增益，所述增益反馈模块设置于放大器反馈回路中用于调整放大器增益；

将用户设置的输出波形信号带宽、输出波形信号幅度和输出波形信号偏置输入到所述宽带信号调理装置中；

在放大器增益调整方面，根据用户设置的输出波形信号带宽和放大器初始增益的带宽，判断是否需要调整放大器增益；需要调整放大器增益时，通过调整所述负载控制模块的阻抗为放大器提供放大器输入端增益，同时调整所述增益反馈模块的阻抗以减小放大器增益；所述放大器输入端增益和调整后的放大器增益的和等于放大器初始增益，从而使放大器的输出满足用户设置的输出波形信号带宽。

2.根据权利要求1所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，判断是否需要调整放大器增益，具体为：

若放大器初始增益的带宽B_Amp≥用户设置的输出波形信号带宽B_Sig，则放大器的增益满足带宽要求，无需调整放大器增益；

若放大器初始增益的带宽B_Amp＜用户设置的输出波形信号带宽B_Sig，则放大器的增益不满足带宽要求，需要降低放大器的增益。

3.根据权利要求1或2所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，需要调整放大器增益时，在放大器的增益频响曲线进行查询，所述放大器的增益频响曲线包括放大器在不同带宽下的增益，找到满足用户设置的输出波形信号带宽的要求的放大器频响增益A_Amp_l，计算增益变量△A_Amp，△A_Amp＝A_Amp-A_Amp_l；其中，A_Amp为放大器初始增益；

采用负载控制模块的增益变量提供所述增益变量：根据电阻分压原理可知，当负载控制模块阻抗Z变大时，输入放大器信号的增益增大；将所述负载控制模块设置在所述放大器的输入端，通过所述负载控制模块的增益变量△A_Load补偿放大器增益，负载控制模块的增益变量△A_Load的计算表达式为：

其中，△Z为负载控制模块阻抗变化量，R为负载控制模块固定电阻的阻值；

增益反馈模块在放大器负反馈回路中，通过改变放大器反馈端的信号增益从而改变放大器输出信号的增益，使放大器的增益变化量为-△A_Load；

△A_Amp和△A_Load的值相等，通过所述负载控制模块的增益变量△A_Load的计算表达式，求得负载控制模块阻抗变化量△Z；

所述幅度偏置控制模块根据负载控制模块阻抗变化量△Z，控制多通道直流DAC输出相应电压的电平信号，进而调整负载控制模块和增益反馈模块的阻抗，以分别实现调整放大器输入端增益和放大器增益，使放大器调整后的增益等于放大器频响增益A_Amp_l，负载控制模块的增益变量提供增益变量△A_Load。

4.根据权利要求3所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，所述负载控制模块包括电感器、场效应管和电阻，所述电感器和所述场效应管并联构成可变阻抗部分，所述电阻为固定阻抗部分；所述多通道直流DAC模块接收所述幅度偏置控制模块的指令，能够产生相应电压的电平信号，所述多通道直流DAC模块产生的电平信号作用于所述场效应管的栅极，所述场效应管的漏极和源极间的等效电阻R_FET随着电平信号而变，从而实现对所述负载控制模块阻抗Z的控制；

其中，Z为负载控制模块阻抗，f为用户设置的输出波形信号带宽，L为电感值，R_FET为场效应管的漏极和源极间的等效电阻，R为固定电阻的阻值。

5.根据权利要求4所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，所述增益反馈模块的结构和所述负载控制模块的结构相同，且所述多通道直流DAC模块产生的电平信号作用于所述增益反馈模块中的场效应管的栅极，进而实现对所述增益反馈模块阻抗的控制。

6.根据权利要求1所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，在所述宽带信号调理装置中将用户设置的输出波形信号带宽、输出波形信号幅度和输出波形信号偏置形成原始波形数据；

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号偏置计算获得信号调理偏置，所述偏置数据添加模块将所述信号调理偏置添加到所述原始波形数据中，在所述原始波形数据中添加的信号调理偏置和所述可变电源模块提供的偏置在放大器输出时实现叠加，完成添加偏置的操作。

7.根据权利要求6所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号，完成添加偏置的操作的过程，具体为：

所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号偏置D_Sig，计算信号调理偏置n，所述信号调理偏置n即为向原始波形数据中添加的偏置数据；

当D_Sig≤D_Pow/2时：信号调理偏置n为0，即此时无需在波形数据中添加偏置数据；

当D_Sig＞D_Pow/2时：

其中，D_Pow为所述可变电源模块的电压调整范围，S_Atte为衰减器衰减量，A_Amp为放大器初始增益；

所述偏置数据添加模块将信号调理偏置n添加到所述原始波形数据中，在所述原始波形数据中添加的信号调理偏置和所述可变电源模块提供的偏置在放大器输出时实现叠加，完成添加偏置的操作。

8.根据权利要求7所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，所述可变电源模块包括正电源和负电源两部分，所述正电源部分和负电源部分的电源都经过两级变压，第一级为DC/DC模块，第二级为LDO模块；第一级采用所述DC/DC模块进行稳压，以降低第二级LDO模块输入输出电压压差，进而保证整个电源的效率；

所述幅度偏置控制模块通过所述直流多通道DAC控制两级电源模块反馈端电压，从而能够控制所述可变电源模块的输出电压，实现可变电源模块对直流偏置的添加。

9.根据权利要求1所述一种用于任意波形发生器的宽带信号调理装置，其特征在于，所述幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号幅度，计算装置通道放大增益，实现输出信号幅度的控制；具体为：

幅度偏置控制模块根据用户设置的输出波形信号幅度A_Sig，计算装置通道放大增益C_Amp，

其中，A_Dacm为高速DAC最大输出幅度；

所述幅度偏置控制模块根据所述装置通道放大增益C_Amp设置衰减器和放大器，实现输出信号幅度的控制，具体如下：

1)当1≤C_Amp时，设置衰减器为直通状态，衰减为0，放大器正常工作；

2)当时，设置衰减器和放大器均直通状态，衰减和放大均为0，高速DAC信号直接输出；其中，A_Dacn为高速DAC不损失有效位的最小输出幅度，

3)当时，衰减器正常工作，放大器为直通状态，放大为0。