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5X5多通道信号发生器

分类:硬件电路开发 | 成都万垒科技有限公司

5X5多通道信号发生器

本项目是一台 5×5 多通道信号发生器,共 25 路输出通道,按 5 路一组划分为 5 组,面向需要多路同步激励的测试与实验场景。

输出指标方面,每个通道输出信号的电压均方值可调范围为 1Vrms 至 80Vrms,调节步进精度 0.1Vrms,输出电流 10mA;输出波形为正弦信号或方波信号,且两种波形之间可相互转换;25 路通道中每一路的输出电压都单独可调。

波形参数按组管理:同一组内各通道输出信号的占空比与频率相同,占空比可调范围 1%~99%(步进 1%),频率可调范围 1Hz~10kHz(步进 1Hz);不同组之间的占空比与频率独立调控。这种设计既满足组内同步激励的需求,又保留了组间差异化的灵活性。

80Vrms 的输出幅度是硬件上的主要挑战,需要高压摆率的放大级与足够的供电余量,同时做好输出保护,防止负载短路或误接损坏设备。10mA 输出电流限制也需要在驱动级做限流设计。

控制系统通常采用主控加多路 DAC 与后级放大的架构,由上位机下发参数并回读状态。交付内容包括信号发生器硬件、固件、上位机控制软件、通信协议与测试记录,并可按需求调整组数、输出幅度或增加同步触发接口。

上位机控制软件通常需要提供组管理与单通道调节两级界面:组级设置频率与占空比,通道级单独设置输出电压与波形类型,并支持参数保存与一键加载,方便重复实验。所有下发参数都应有回读校验,避免界面显示与实际输出不一致。

在安全设计上,80Vrms 的输出必须具备过流与短路保护,并在异常时自动切断输出并上报状态。设备还应具备上电默认安全状态,避免上电瞬间输出不确定电压损坏被测对象。这些保护逻辑会在样机测试阶段逐项验证。

关于波形质量,正弦输出的失真度与方波的边沿质量都会随频率和负载变化。我们会在验收阶段给出不同频率、不同负载下的实测波形与失真数据,让客户清楚设备的适用边界,而不是只看指标表上的理想值。

若实际只需要几路输出,可以按组裁剪通道数,主控与协议保持不变。每组可独立设定频率与占空比,互不干扰。