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Dokumentenidentifikation DE69131407T2 23.12.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0451831
Titel Verfahren zur Erzeugung von Wellenformen geringer Verzerrung und Wellenformgenerator zur Anwendung dieses Verfahrens
Anmelder Advantest Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Furukawa, Yasuo, Gyoda-shi, Saitama, JP
Vertreter Hoffmann, E., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 82166 Gräfelfing
DE-Aktenzeichen 69131407
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 10.04.1991
EP-Aktenzeichen 911057115
EP-Offenlegungsdatum 16.10.1991
EP date of grant 07.07.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.12.1999
IPC-Hauptklasse G06J 1/00
IPC-Nebenklasse G01R 13/16   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Wellenform mit niedriger Verzerrung, bei dem aus einem Speicher ausgelesene Wellenformdaten D/A-umgesetzt werden, um eine Sinuswelle oder ein ähnliches Wellenformausgangssignal zu gewinnen. Die Erfindung betrifft des weiteren einen Wellenformgenerator, der ein derartiges Wellenformerzeugungsverfahren anwendet.

Ein herkömmlicher Wellenformgenerator dieser Art ist mit einem Speicher 12, einem D/A- Umsetzer 13, einem Tiefpaßfilter 14 und einem Verstärker 15 versehen, wie in Fig. 1 gezeigt. Im Speicher 12 sind Wellenformdaten einer Periode einer Wellenform vorgespeichert, die letztlich zu gewinnen ist; im Fall der Gewinnung eines sinusförmigen Wellenformausgangssignals sind beispielsweise Wellenformdaten einer Periode einer Sinuswelle vorgespeichert. Die Wellenformdaten werden wiederholt aus dem Speicher 12 ausgelesen, und die ausgelesenen Wellenformdaten werden vom D/A-Umsetzer 13 in ein analoges Signal umgesetzt, das an das Tiefpaßfilter 14 angelegt wird, um eine Abtasttaktkomponente zu entfernen. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 14 wird vom Verstärker 15 verstärkt, aus dem eine Ausgangswellenform geliefert wird.

Im Fall der Gewinnung eines niederfrequenten Wellenformausgangssignals mit dem obigen herkömmlichen Wellenformgenerator ist es möglich, eine Ausgangswellenform mit kleiner Verzerrung zu gewinnen, welche die Wellenform im wesentlichen wiedergibt, die letztlich zu gewinnen ist, da ein niederfrequenter Verstärker mit geringer Verzerrung als Verstärker 15 implementiert werden kann. Im Fall der Gewinnung eines Wellenformausgangssignals mit einer Frequenz von einigen hundert Kiloherz bis zu mehreren Megaherz oder im Fall der Änderung der Frequenz des Wellenformausgangssignals über ein breites Band kann jedoch der Wellenformgenerator gemäß dem Stand der Technik keine Ausgangswellenform mit niedriger Verzerrung liefern, welche die letztlich zu gewinnende Wellenform im wesentlichen wiedergibt, da es schwierig ist, als Verstärker 15 einen hochfrequenten Verstärker mit geringer Verzerrung oder einen Verstärker zu implementieren, der ein Ausgangssignal mit niedriger Verzerrung über ein breites Band erzeugen kann.

Ein Wellenformgenerator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in EP-A-0 107 050 offenbart. Bei diesem Stand der Technik ist in dem Wellenformspeicher eine Wellenform vorgespeichert, zu der eine Mehrzahl vorbestimmter Spektren kombiniert ist, d. h. eine zusammengesetzte Wellenform. Der Wellenformspeicher wird mit dem Zählwert eines Adressenzählers ausgelesen, und das gelesene Ausgangssignal wird in ein analoges Signal umgesetzt, das als Ausgangssignal aus dem Signalgenerator geliefert wird. Ein Korrektursignal wird erzeugt und zum Ausgangssignal addiert, um den Pegel der Mittenfrequenzkomponente im Ausgangssignal zu korrigieren.

JP-A-1 218 201 offenbart ebenfalls einen Wellenformgenerator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieser Wellenformgenerator weist einen Wellenformerzeugungsteil mit einem ersten Wellenformspeicher und eine Verzerrungskompensationsanordnung auf, die einen zweiten Wellenformspeicher enthält, welcher ein Korrektursignal speichert. Das Ausgangssignal des Wellenformerzeugungsteils wird mit dem aus dem zweiten Speicher ausgelesenen Signal verglichen, um eine Signaldifferenz zu gewinnen. Aus der Signaldifferenz werden Kompensationsdaten berechnet und dazu verwendet, die im ersten Speicher gespeicherten Daten so zu korrigieren, daß die Signaldifferenz auf Null gebracht wird. Die Verzerrungskompensation wird daher in einer Regelschleife im Zeitbereich ausgeführt.

Das Dokument Electric Design, Band 36, Nr. 8, 31.03.1988, Hasbrouck Heights, NJ, USA; Seiten 85-89, Lowitz et al.: "Predistortion improves digital synthesizer accuracy" offenbart einen Wellenformgenerator, der einen Wellenformspeicher verwendet, welcher eine vorverzerrte Form der Wellenform speichert, von der gewünscht wird, daß sie vom Wellenformgenerator ausgegeben wird. Die Vorverzerrung berücksichtigt die nicht-flache Frequenzantwort eines Tiefpaßfilters, das erforderlich ist, um die Alias-Frequenzkomponenten zu eliminieren, die in Abtastsystemen inhärent sind. Zur Gewinnung der vorverzerrten Wellenform verwendet das Dokument die folgende Prozedur: eine Vielton-Referenzwellenform wird an einen Wellenformerzeugungsteil angelegt und an dessen Ausgang mit einem sehr leistungsfähigen Digital-Oszilloskop als Kalibriersignal aufgenommen. Das Kalibriersignal wird mit dem idealen Signal verglichen, um ein Fehlersignal zu gewinnen. Das ideale Signal und das Fehlersignal werden im Frequenzbereich addiert, was zu einer verzerrten Wellenform im Frequenzbereich führt. Eine inverse FFT (= schnelle Fourier-Transformation) wird auf jene vorverzerrte Wellenform angewendet, um sie in den Zeitbereich zurück umzuwandeln. Die vorverzerrte Wellenform im Zeitbereich wird dann in den Wellenformspeicher des Wellenformgenerators geladen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Wellenformerzeugung, das die Erzeugung einer Ausgangswellenform mit bemerkenswert geringer Verzerrung ermöglicht, selbst wenn sie hochfrequent ist oder ihre Frequenz über ein breites Band variiert wird, in einem Wellenformgenerator derjenigen Art zu schaffen, der Wellenformdaten aus einem Speicher ausliest und sie in analoge Form umsetzt, um dadurch eine Sinuswelle oder ein ähnliches Wellenformausgangssignal zu gewinnen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wellenformgenerator zu schaffen, der das vorgenannte Verfahren anwendet.

Diese Aufgabe wird mit einem Wellenformgenerator gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Verzerrungsmeßteil ein Filter zum Dämpfen der Grundfrequenzkomponente aus dem Ausgangssignal des Verstärkers, einen ersten A/D-Umsetzer zum A/D-Umsetzen des Ausgangssignals des Filters und einen zweiten A/D- Umsetzer zum A/D-Umsetzen des Ausgangssignals des Verstärkers. Ein Rechen- und Steuerteil führt eine Fourier-Analyse der Ausgangswellenformdaten jedes der A/D-Umsetzer aus, um eine Auslöschwellenform zum Auslöschen einer im Wellenformerzeugungsteil des Wellenformgenerators erzeugten Verzerrung festzulegen, bildet zusammengesetzte Wellenformdaten, die sich aus der Auslöschwellenform und der zu erzeugenden Grundfrequenzwellenform zusammensetzen, und schreibt die zusammengesetzten Wellenformdaten in den Speicher.

Um die Verzerrungsauslöschwellenform zu ermitteln, wird eine Mehrfachsinuswellenform, welche sich aus einer Mehrzahl von Sinuswellen gleicher Amplitude zusammensetzt, die die gleichen Frequenzen wie jene Harmonischen-Komponenten aufweisen, die Verzerrungskomponenten bilden, aus dem Speicher ausgelesen, und das Mehrfachsinuswellenformsignal wird aus dem Wellenformerzeugungsteil ausgegeben. Das ausgegebene Mehrfachsinuswellenformsignal wird der Dämpfung seiner Grundfrequenzkomponente mittels des Filters unterzogen, wonach es in eine digitale Wellenform umgesetzt und dann an den Rechen- und Steuerteil angelegt wird, in dem die Amplitude und Phase jeder Frequenzkomponente durch eine Fourier-Analyse berechnet werden, wodurch Amplituden/Phasen-Charakteristika des Wellenformerzeugungsteils ermittelt werden, die auch den Einfluß des Filters beinhalten. Danach wird die Grundfrequenzsinuswelle aus dem Speicher ausgelesen, und ein aus dem Wellenformerzeugungsteil ausgegebenes Wellenformsignal wird auf der Basis der ausgelesenen Sinuswelle an das Filter angelegt, um die Grundfrequenzkomponente zu dämpfen. Das Ausgangssignal des Filters wird in den Rechen- und Steuerteil eingespeist, in dem es der Fourier-Analyse unterzogen wird, wodurch die Amplitude und Phase jeder Verzerrungskomponente berechnet wird. Ein aus dem Wellenformerzeugungsteil ausgegebenes Wellenformsignal, das nicht an das Filter geliefert wird, wird der Fourier-Analyse unterzogen, um die Amplitude und Phase der Grundfrequenzkomponente zu berechnen, die frei vom Einfluß des Filters sind. Die so gewonnene Amplitude und Phase der Grundfrequenzkomponente werden mit jenen der einzelnen Verzerrungskomponenten kombiniert, um eine Verzerrungscharakteristik des Wellenformerzeugungsteils zu ermitteln, die den Einfluß des Filters enthält. Auf der Basis der auf diese Weise ermittelten Amplituden/Phasen-Charakteristika und der Verzerrungscharakteristik des Wellenformerzeugungsteils wird eine zusammengesetzte Wellenform durch Berechnung ermittelt, um jede Verzerrungskomponente auszulöschen, die vom Anlegen des Grundfrequenzsignals an den Wellenformerzeugungsteil resultieren.

Bei dem Wellenformgenerator mit dem obigen Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung werden Wellenformdaten, deren Verzerrung ausgelöscht wird, wenn sie vom Verstärker im Wellenformerzeugungsteil verstärkt werden, nachdem sie in den Speicher im Wellenformerzeugungsteil geschrieben und aus ihm ausgelesen und dann vom D/A-Umsetzer im Wellenformerzeugungsteil D/A-umgesetzt wurden, im Rechen- und Steuerteil auf der Basis von Ausgangsdaten der einzelnen A/D-Umsetzer im Verzerrungsmeßteil erzeugt, und diese Wellenformdaten werden in den Speicher im Wellenformerzeugungsteil geschrieben. Danach werden die Wellenformdaten aus dem Speicher im Wellenformerzeugungsteil ausgelesen, die ausgelesenen Wellenformdaten werden vom D/A-Umsetzer im Wellenformerzeugungsteil in ein analoges Signal umgesetzt, und das Ausgangssignal des D/A-Umsetzers wird vom Verstärker im Wellenformerzeugungsteil verstärkt, wodurch eine Wellenform mit geringer Verzerrung als die Ausgangswellenform des Wellenformerzeugungsteils gewonnen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Wellenformgenerator zeigt;

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform des Wellenformgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß zur Messung von Amplituden/Phasen-Charakteristika bei dem Verfahren zur Wellenformerzeugung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß zur Messung einer Verzerrungscharakteristik beim Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß zur Wellenformerzeugung beim Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das nochmals eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 2 stellt eine Ausführungsform des Wellenformgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung als Blockschaltbild dar.

Der Wellenformgenerator dieser Ausführungsform weist einen Wellenformerzeugungsteil 11, einen Verzerrungsmeßteil 16 sowie einen Rechen- und Steuerteil 10 auf. Der Wellenformerzeugungsteil 11 umfaßt: einen Speicher 12, in den Wellenformdaten geschrieben werden können und aus dem sie ausgelesen werden können, wie beispielsweise ein RAM; einen D/A-Umsetzer 13 zum D/A-Umsetzen der aus dem Speicher 12 ausgelesenen Wellenformdaten; ein Tiefpaßfilter 14 zum Entfernen einer Taktkomponente aus dem Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 13; und einen Verstärker 15 zum Verstärken des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 14. Der Verzerrungsmeßteil 16 umfaßt: ein Kerbfilter 17, an das das Ausgangssignal des Verstärkers 15 geliefert wird; einen A/D-Umsetzer 18 zum A/D-Umsetzen des Ausgangssignals des Kerbfilters 17; und einen A/D-Umsetzer 19 zum A/D-Umsetzen des Ausgangssignals des Verstärkers 15. Der Rechen- und Steuerteil 10 umfaßt: ein RAM 10A, um Daten in es zu schreiben und sie aus ihm auszulesen; einen Fourier-Transformations-Analyseabschnitt 10B, um eine Fourier-Analyse von Eingangswellenformdaten auszuführen; eine CPU 10C zum Steuern des Betriebs der Vorrichtung und zum Ausführen der erforderlichen Rechnungen; ein ROM 10D, in dem ein Betriebsprogramm der Vorrichtung gespeichert ist; und eine E/A-Schnittstelle 10E. Die CPU, das ROM und die E/A-Schnittstelle bilden einen typischen Mikrocomputer. Da es Fachleuten bekannt ist, wie die Funktionen der CPU, des RAM, des ROM und der E/A-Schnittstelle zu verwenden sind, um gewünschte Operationen auszuführen, werden verschiedene Operationen, die vom Rechen- und Steuerteil auszuführen sind, ohne Bezug auf einen speziellen Teil im Rechen- und Steuerteil 10 beschrieben.

Unter der Annahme, daß die letztlich zu gewinnende Wellenform eine durch S = sinωt ausgedrückte Sinuswelle ist und daß der Sinuswelle entsprechende Wellenformdaten, d. h. die Sinuswelle wiedergebende Wellenformdaten, in dem Speicher 12 vorgespeichert sind, enthält die Ausgangswellenform, die aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 durch Anlegen der aus dem Speicher 12 ausgelesenen Sinuswellendaten an den D/A-Umsetzer 13, das Tiefpaßfilter 14 und den Verstärker 15 gewinnbar ist, eine Verzerrung, die hauptsächlich durch den Verstärker 15 verursacht wird und wie folgt ausgedrückt ist:

Sa = K&sub1; sin(ωt + δ&sub1;) + A&sub2; sin(2ωt + θ&sub2;) + A&sub3; sin(3ωt + θ&sub3;) . . . + An sin(nωt + n) ...(1)

wobei K&sub1; die Amplitude einer Signalkomponente erster Ordnung (d. h. die Grundfrequenzkomponente) in der Ausgangswellenform ist, wenn angenommen wird, daß die Amplitude der Sinuswelle, die durch die in den Speicher 12 geschriebenen Wellenformdaten angegeben ist, durch 1 repräsentiert ist, und δ&sub1;, die Gesamtphasenverschiebung der Signalkomponente im Tiefpaßfilter 14 und im Verstärker 15 ist.

Indem im Speicher 12 Wellenformdaten, die Komponenten der zweiten und höherer Harmonischer (Verzerrungskomponenten) in Formel (1) umfassen, phaseninvertiert vorgespeichert werde, und bei denen die Amplituden- und Phasenvariationen durch das Tiefpaßfilter 14 und den Verstärker 15 berücksichtigt sind, wie durch die folgende Formel (2) ausgedrückt:

Sc = sin(ωt) - (A&sub2;/K&sub2;) sin(2ωt + θ&sub2; - δ&sub2;) - (A&sub3;/K&sub3;) sin(3ωt + θ&sub2; - δ&sub2;) . . . - (An/Kn) sin(nωt + θn - δn) ...(2)

und indem eine Wellenform aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 erzeugt wird, auf der Basis der aus dem Speicher 12 ausgelesenen obigen Wellenformdaten, ist es daher möglich, eine Ausgangswellenform zu gewinnen, die im wesentlichen frei von den Komponenten der zweiten und höherer Harmonischer in Formel (1) ist. D. h., die Signalkomponente sinωt in Formel (2) erzeugt im Verstärker 15 die Komponenten der zweiten und höherer Harmonischer, wie in Formel (1) gezeigt, aber diese Harmonischen-Komponenten werden ausgelöscht, indem die Werte von K&sub2;, K&sub3;, ..., Kn und δ&sub2;, δ&sub3;, ..., δn derart gewählt werden, daß der Durchgang der Wellenform Sc von Formel (2) durch das Tiefpaßfilter 14 und den Verstärker 15 die Komponenten der zweiten und der höheren Harmonischen in Formel (2) wie folgt bildet:

Se = - A&sub2; sin(2ωt + θ&sub2;) - A&sub3; sin(3ωt + θ&sub3;) . . . - An sin(nωt + θn) ...(3)

Die Ausgangswellenform des Verstärkers 15 ist deshalb nur aus der Signalkomponente erster Ordnung aufgebaut und daher verzerrungsfrei.

Die Komponenten der zweiten und höheren Harmonischen in Formel (2) verursachen jedoch ihrerseits Verzerrungen hauptsächlich im Verstärker 15, aber diese Verzerrungen können ignoriert werden, da sie bei weitem kleiner sind als die Verzerrungskomponenten der zweiten und höherer Harmonischer in Formel (1), die in dem Verstärker 15 durch die Signalkomponente erster Ordnung in Formel (2) erzeugt werden. Da die Amplitude der Verzerrungskomponente gewöhnlich mit steigender Ordnung der Harmonischen kleiner wird, wäre es ferner ausreichend, die Komponenten der zweiten und höherer Harmonischer in Formel (1) bis etwa zur zehnten Harmonischen zu berücksichtigen, weswegen n in Formel (2) auf etwa 10 gesetzt werden kann.

Die vorgenannten Koeffizienten K&sub1;, K&sub2;, K&sub3;, ..., Kn und die Phasen δ&sub2;, δ&sub3;, ..., δn können gemessen werden, indem Signalwellenformen sinωt, sin2ωt, sin3ωt, ..., sin nωt mit gleicher Amplitude 1 aus dem Speicher 12 ausgelesen und die resultierenden Ausgangssignale aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 durch die Fourier-Transformation analysiert werden. Zur gleichzeitigen Analyse der Ausgangssignale durch die Fourier-Transformation werden beispielsweise die durch die folgende Formel (4) gegebenen Signalwellenformdaten in den Speicher 12 geschrieben und dann aus ihm ausgelesen, und das aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 ausgegebene resultierende Signal Sf wird im Rechen- und Steuerteil 10 der Fourier-Analyse unterzogen.

Sg = sin ωt -(sin 2ωt + sin 3ωt + ... + sin nωt) ... (4)

Im Verstärker 15 kann durch Ansehen jeder Frequenzkomponente des durch Formel (4) gegebenen Signals Sg als Grundfrequenzsignal und durch Ignorieren von dessen Harmonischen- Verzerrungskomponenten, da deren Amplituden ausreichend kleiner als jene der einzelnen Grundwellensignale sind, das aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 erhältliche Signal Sf durch die folgende Formel approximiert werden, da jedes Grundwellensignal in Formel (4) im Tiefpaßfilter 14 und dem Verstärker 15 Amplituden- und Phasenänderungen unterliegt.

Sf = K&sub1; sin(ωt + δ&sub1;) - K&sub2; sin(2ωt + δ&sub2;) - K&sub3; sin(3ωt + δ&sub3;) . . . - Kn sin(nωt + δn) ...(5)

Die Amplitude Ki und die Phase δi jeder Frequenzkomponente können daher durch die Fourier- Analyse des Signals Sf ermittelt werden. Die Analyse der Amplitude und der Phase jeder Frequenzkomponente wird nachstehend als Analyse der Amplituden/Phasen-Charakteristika des Wellenformerzeugungsteils 11 bezeichnet.

Andererseits können durch Auslesen von Wellenformdaten sinωt aus dem Speicher 12 und durch Ausführen der Fourier-Analyse des resultierenden Ausgangssignals aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 Amplituden A&sub2;, A&sub3;, ..., An sowie Phasen θ&sub2;, θ&sub3;, ..., θn jeweiliger Harmonischen- Komponenten (d. h. Verzerrungskomponenten) bezüglich der ausgegebenen Grundschwingungskomponente ermittelt werden, wie durch Formel (1) gezeigt. Diese Analyse wird nachstehend als Analyse der Verzerrungscharakteristik des Wellenformerzeugungsteils 11 bezeichnet. Eine Sinuswelle sinωt mit kleiner Verzerrung könnte aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 geliefert werden, indem die Wellenformdaten von Formel (2) durch Verwendung der Ergebnisse von Analysen der Amplituden/Phasen-Charakteristika und der Verzerrungscharakteristik ermittelt werden, die ermittelten Wellenformdaten im Speicher 12 gespeichert werden und dann bei der Wellenformerzeugung die Wellenformdaten aus ihm ausgelesen werden.

Bei der tatsächlichen Analyse der Verzerrungscharakteristik sind jedoch, wenn die Ausgangswellenform des Wellenformerzeugungsteils 11 unverändert der Fourier-Analyse unterzogen wird, die resultierenden Werte der Amplituden A&sub2;, A&sub3;, ..., An der Verzerrungskomponenten nicht exakt, da diese Amplituden beträchtlich kleiner sind als die Amplitude der Grundschwingungskomponente in der Ausgangswellenform des Wellenformerzeugungsteils 11, d. h. K&sub1; in Formel (1). Angesichts des oben Beschriebenen können, wenn die Signalkomponente (die Grundwellenkomponente) der Frequenz w durch Verwendung des in Fig. 2 gezeigten Kerbfilters 17 auf einen Wert gedämpft wird, der gleich oder kleiner als ihre Harmonischen-Komponenten ist, und wenn das Ausgangssignal des Kerbfilters 17 der Fourier-Analyse mit einer hohen Verstärkung unterzogen wird, dann die Amplituden A&sub2;, A&sub3;, ..., An mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Diese Harmonischen- Komponenten unterliegen jedoch ebenfalls Amplituden- und Phasenänderungen durch das Kerbfilter 17. Unter Berücksichtigung der Amplituden- und Phasenänderungen durch das Kerbfilter 17 ermittelt die vorliegende Erfindung die durch Formel (2) gezeigten Wellenformdaten gemäß den in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Flußdiagrammen, wie nachstehend beschrieben.

Zuerst wird eine Analyse der Amplituden/Phasen-Charakteristika einschließlich des Einflusses des Kerbfilters 17 mittels Durchlaufen des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms ausgeführt. In Schritt S1 werden Abtastdaten der durch Formel (4) gegebenen Mehrfachsinussignalwellenform Sg, welche aus dem Rechen- und Steuerteil 10 geliefert wird, im Speicher 12 gespeichert. Im nächsten Schritt S2 werden die Abtastdaten der Signalwellenform Sg sequentiell aus dem Speicher 12 ausgelesen, und das aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 erhältliche resultierende Signal Sf, welches durch Formel (5) gegeben ist, wird an den Verzerrungsmeßteil 16 geliefert. Als Ergebnis hiervon ist das Ausgangssignal S'f des Kerbfilters 17 durch die folgende Formel gegeben:

S'f = d&sub1; · K&sub1; sin(ωt + δ&sub1; + ε&sub1;) - d&sub2; · K&sub2; sin(2ωt + δ&sub2; + ε&sub2;) - d&sub3; · K&sub3; sin(3ωt + δ&sub3; + ε&sub3;) . . . - dn · Kn sin(nωt + δn + εn) ...(6)

wobei d&sub1;, d&sub2;, ..., dn und ε&sub1;, ε&sub2;, ..., εn, Amplitudenkoeffizienten bzw. Phasenverschiebungen sind, die vom Kerbfilter 17 bei den jeweiligen Frequenzkomponenten hervorgerufen werden. In Schritt S3 wird die Wellenform des Ausgangssignals S'f aus dem Kerbfilter 17 durch den A/D-Umsetzer 18 in eine digitale Wellenform umgesetzt, die in das RAM 10A des Rechen- und Steuerteils 10 eingelesen wird. In Schritt S4 führt der Rechen- und Steuerteil 10 eine Fourier-Analyse einer Serie von Abtastwerten der Signalwellenform S'f aus, um Amplitudenwerte d&sub1; · K&sub1;, d&sub2; · K&sub2;, ..., dn · Kn und Phasen δ&sub1; + ε&sub1;, δ&sub2; + ε&sub2;, ..., δn + εn von jeweiligen Frequenzkomponenten ωt, 2ωt, ..., nωt zu gewinnen, wobei diese Werte in dem RAM 10A gespeichert werden. In diesem Fall werden die Werte d&sub1; · K&sub1; und δ&sub1; + ε&sub1; nicht verwendet.

Danach wird eine Analyse der Verzerrungscharakteristik einschließlich des Einflusses des Kerbfilters 17 gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Flußdiagramm ausgeführt. In Schritt S1 werden Signalwellenformdaten Sj = sinωt aus dem Rechen- und Steuerteil 10 in den Speicher 12 geschrieben. In Schritt S2 werden die Abtastdaten der Signalwellenform Sj sequentiell aus dem Speicher 12 ausgelesen, und das aus dem Wellenformerzeugungsteil 11 erhältliche resultierende Signal Sa, welches durch Formel (1) ausgedrückt ist, wird an den Verzerrungsmeßteil 16 geliefert. Als Ergebnis hiervon ist das Ausgangssignal S'a des Kerbfilters 17 durch die folgende Formel gegeben:

S'a = d&sub1; · K&sub1; sin(ωt + δ&sub1; + ε&sub1;) + d&sub2; · A&sub2; sin(2ωt + θ&sub2; + ε&sub2;) + d&sub3; · A&sub3; sm(3ωt + θ&sub3; + ε&sub3;) . . . + δn · A" sin(nωt + θn + εn) ...(7)

In Schritt S3 wird die Wellenform des Ausgangssignals S'a aus dem Kerbfilter 17 durch den A/D- Umsetzer 18 in eine digitale Wellenform umgesetzt, die an den Rechen- und Steuerteil 10 geliefert wird. Außerdem wird die durch Formel (1) gegebene Wellenform des Signals Sa, welche gleichzeitig vom Wellenformerzeugungsteil 11 geliefert wird, von dem A/D-Umsetzer 19 mit gleicher Zeitsteuerung wie der A/D-Umsetzer 18 in eine digitale Wellenform umgesetzt, und diese digitale Wellenform wird ebenfalls an den Rechen- und Steuerteil 10 geliefert. In Schritt S4 führt der Rechen- und Steuerteil 10, mit hoher Verstärkung, eine Fourier-Analyse der digitalen Signalwellenform S'a entsprechend der Formel (7) aus, um Amplitudenwerte d&sub2; · A&sub2;, d&sub3; · A&sub3;, ..., dn · An und Phasen θ&sub2; + ε&sub2;, θ&sub3; + ε&sub3;, ..., θn + εn von jeweiligen Frequenzkomponenten 2ωt, 3ωt, not zu gewinnen, wobei diese Werte im RAM 10A gespeichert werden. Der Rechen- und Steuerteil 10 führt außerdem eine Fourier-Analyse der digitalen Signalwellenform Sa entsprechend der Formel (1) aus und speichert die Amplitude K, und die Phase 81 der Komponente der Grundfrequenz ω im RAM 10A, wobei Information über die anderen Komponenten unberücksichtigt bleibt. Es spielt für die Erfindung selbstverständlich keine Rolle, ob die Analyse der Amplituden/Phasen-Charakteristika in Fig. 3 oder die Analyse der Verzerrungscharakteristik in Fig. 4 zuerst ausgeführt wird.

Dann wird die in Formel (2) gegebene Wellenform gemäß dem in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramm ermittelt, und die auf diese Weise gewonnene Wellenform wird dazu verwendet, die gewünschte Wellenform sinωt zu erzeugen. In Schritt S1 liest der Rechen- und Steuerteil 10 aus dem RAM 10A die Amplitudendaten d&sub2; · K&sub2;, d&sub3; · K&sub3;, ..., dn · Kn in Formel (6) und die Amplitudendaten d&sub2; · A&sub2;, d&sub3; · A&sub3;, ..., dn · An in Formel (7) aus, berechnet (d&sub2; · A&sub2;)/(d&sub2; · K&sub2;) = A&sub2;/K&sub2; und gewinnt auf ähnliche Weise A&sub3;/K&sub3;, ..., An/Kn. Außerdem liest der Rechen- und Steuerteil 10 aus dem RAM 10A die Phasendaten δ&sub2; + ε&sub2;, δ&sub3; + ε&sub3;, ..., δn + εn in Formel (6) und die Phasendaten θ&sub2; + ε&sub2;, θ&sub3; + ε&sub3;, ..., θn + εn in Formel (7) aus, berechnet (θ&sub2; + ε&sub2;) - (δ&sub2; + ε&sub2;) = θ&sub2; - δ&sub2; und gewinnt auf ähnliche Weise θ&sub3; - δ&sub3;, ..., θn - δn. Die Wellenform Sc von Formel (2) wird unter Verwendung der oben berechneten Ergebnisse sowie der aus dem RAM 10A ausgelesenen Amplitude K&sub1; und der Phase δ&sub1; berechnet, und die auf diese Weise gewonnenen Wellenformdaten werden im RAM 10A gespeichert. Im Schritt S2 werden die Abtastdaten der Wellenform Sc sequentiell aus dem RAM 10A ausgelesen und in den Speicher 12 geschrieben. In Schritt S3 werden die Abtastdaten der Wellenform Sc im Speicher 12 sequentiell aus ihm ausgelesen und vom D/A-Umsetzer 13 in analoge Form zur Ausgabe über das Tiefpaßfilter 14 und den Verstärker 15 umgesetzt.

Als Ergebnis des obigen Betriebs löschen sich die Komponenten der Frequenzen 2ω, 3ω, ..., nω in Formel (2) und Harmonischen-Komponenten, die von der Komponente der Frequenz ω im Verstärker 15 abgeleitet sind, gegenseitig aus, wodurch eine Sinuswelle K&sub1; sin(ωt + δ&sub1;) mit kleiner Verzerrung geliefert wird. Aus dem Obigen ist Fachleuten klar, vorab die Wellenform Sc von Formel (2) derart zu modifizieren, daß die Amplitude K&sub1; und die Phase 8, gewünschte Werte aufweisen. Während oben die Amplitude K&sub1; und die Phase δ&sub1; in den in Fig. 4 gezeigten Schritten S3 und S4 gewonnen werden, können sie auch gewonnen werden, indem in Schritt S4 in Fig. 3 eine Fourier-Analyse jener Abtastwerte der durch Formel (5) gegebenen Wellenform ausgeführt wird, die durch den A/D-Umsetzer 19 mit der gleichen Zeitsteuerung wie beim A/D-Umsetzer 18 in Schritt S3 in Fig. 3 gewonnen werden.

Fig. 6 stellt eine andere Ausführungsform des Wellenformgenerators der vorliegenden Erfindung als Blockschaltbild dar.

Bei dieser Ausführungsform ist der Speicher 12 ein nicht-flüchtiger Speicher wie beispielsweise ein ROM, in dem die durch die vorstehend genannte Formel (2) ausgedrückten Wellenformdaten vorgespeichert sind. Im Fall des Gewinnens eines Wellenformausgangssignals einer Sinuswelle werden die in den Speicher 12 geschriebenen Wellenformdaten aus ihm durch einen Lese- Controller 10 ausgelesen. Die auf diese Weise ausgelesene Wellenform wird vom D/A-Umsetzer 13 in ein analoges Signal umgesetzt, das Ausgangssignal aus dem D/A-Umsetzer 13 wird an das Tiefpaßfilter 14 angelegt, in dem seine Taktkomponente entfernt wird, und das Ausgangssignal aus dem Tiefpaßfilter 14 wird vom Verstärker 15 verstärkt, aus dem eine Ausgangswellenform gewonnen wird. Daher ist die Ausgangswellenform wie im Fall von Fig. 2 verzerrungsfrei.

Fig. 7 stellt auf ähnliche Weise eine andere Ausführungsform des Wellenformgenerators der vorliegenden Erfindung als Blockschaltbild dar.

Der Wellenformgenerator dieser Ausführungsform umfaßt einen Hauptwellenformerzeugungsteil 11, einen Verzerrungsmeßteil 16, einen Rechen- und Steuerteil 10 sowie einen Verzerrungsauslösch-Wellenformerzeugungsteil 21. Wie im Fall des Wellenformerzeugungsteils 11 in der Ausführungsform von Fig. 2 enthält der Hauptwellenformerzeugungsteil 11: einen Speicher 12, in den Wellenformdaten geschrieben werden können und aus dem sie ausgelesen werden können, wie beispielsweise ein RAM; einen D/A-Umsetzer 14 zum D/A-Umsetzen der aus dem Speicher 12 ausgelesenen Wellenformdaten; ein Tiefpaßfilter 14 zum Entfernen einer Taktkomponente aus dem Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 13; und einen Verstärker 15 zum Verstärken des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 14. Der Verzerrungsmeßteil 16 umfaßt ein Kerbfilter 17, das mit dem Ausgangssignal aus dem Verstärker 15 beliefert wird, einen A/D-Umsetzer 18 zum A/D-Umsetzen des Ausgangssignals des Kerbfilters 17 und einen A/D-Umsetzer 19 zum A/D-Umsetzen des Ausgangssignals des Verstärkers 15, wie im Fall des in der Ausführungsform von Fig. 2 verwendeten Verzerrungsmeßteils 16. Der Verzerrungsauslösch-Wellenformerzeugungsteil 21 enthält: einen Speicher 22, in den Wellenformdaten geschrieben werden können und aus dem sie ausgelesen werden können, wie beispielsweise ein RAM; einen D/A-Umsetzer 23 zum D/A-Umsetzen der aus dem Speicher 22 ausgelesenen Wellenformdaten; ein Tiefpaßfilter 24 zum Entfernen einer Taktkomponente aus dem Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 23; und einen Verstärker 25 zum Verstärken des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 24. Das Ausgangssignal des Verstärkers 25 wird über ein Dämpfungsglied 26 an einen Addierer 27 angelegt, der am Eingang des Verstärkers 15 im Hauptwellenformerzeugungsteil 11 vorgesehen ist, und wird zum Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 14 addiert, und das Additionsausgangssignal wird vom Verstärker 15 verstärkt und anschließend als Sinuswellensignal mit kleiner Verzerrung ausgegeben.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform werden zuerst Wellenformdaten des durch Formel (4) gegebenen Mehrfachsinussignals Sg vom Rechen- und Steuerteil 10 in den Speicher 12 geschrieben und dann durch den Rechen- und Steuerteil 10 aus dem Speicher 12 ausgelesen; als Ergebnis hiervon werden im Rechen- und Steuerteil 10 die Amplitudendaten d&sub2; · K&sub2;, d&sub3; · K&sub3;, ..., dn · Kn und die Phasendaten δ&sub2; + ε&sub2;, δ&sub3; + ε&sub3;, ..., δn + εn, in Formel (6) gemessen, die die Amplituden/Phasen-Charakteristika des Kerbfilters 17 enthalten, und die Meßergebnisse werden im RAM 10A gespeichert, wie es bei der Ausführungsform von Fig. 2 der Fall ist. Danach werden durch Sj = sinωt ausgedrückte Wellenformdaten vom Rechen- und Steuerteil 10 in den Speicher 12 geschrieben und dann vom Rechen- und Steuerteil 10 aus dem Speicher 12 ausgelesen; als Ergebnis hiervon werden im Rechen- und Steuerteil 10 die Amplitudendaten d2 · A2, d3 · A3, ..., dn · An und die Phasendaten θ&sub2; + ε&sub2;, θ&sub3; + ε&sub3;, ..., θn + εn in Formel (7) durch Fourier-Analyse gewonnen, und außerdem werden die Amplitudenkoeffizienten A&sub2;/K&sub2;, A&sub3;/K&sub3;, ..., An/Kn sowie die Phasen θ&sub2; - δ&sub2;, θ&sub3; - δ&sub3;, ..., θn - δn berechnet und im RAM 10A gespeichert. Zum Erzeugen der Verzerrungsauslöschwellenform werden diese Rechenwerte dazu verwendet, die folgenden Wellenformdaten (Formel (8)) zu berechnen, die eine zusammengesetzte Wellenform der Komponenten der zweiten und höherer Harmonischer in Formel (2) ist, und die auf diese Weise gewonnenen Wellenformdaten werden in den Speicher 22 des Verzerrungsauslösch-Wellenformerzeugungsteils 21 geschrieben.

Sd = - (A&sub2;/K&sub2;) sin(2ωt + θ&sub2; - δ&sub2;) - (A&sub3;/K&sub3;) sin(3ωt + θ&sub3; - δ&sub3;)

.

.

.

- (An/Kn) sin(nωt + θn - δn) ...(8)

Außerdem werden die Wellenformdaten sinωt vorab in den Speicher 12 geschrieben. In dem Fall, in dem der Wert der in den Speicher 22 zu schreibenden Wellenformdaten so gewählt ist, daß er beispielsweise das 1000fache ist, so daß er dem Wert der in den Speicher 12 zu schreibenden Wellenformdaten äquivalent ist, und der 1000fache Wert vom Dämpfungsglied 26 auf 1/1000 gedämpft wird, ist es übrigens möglich, eine sehr exakte Verzerrungsauslöschwellenform an den Addierer 27 zu liefern. Wenn die aus dem Speicher 22 ausgelesene Verzerrungsauslöschsignalwellenform vom Verstärker 25 verstärkt wird, wird die Wellenform verzerrt, aber die Verzerrungskomponenten sind ausreichend kleiner als die Größe der Auslöschsignalwellenform und werden außerdem vom Dämpfungsglied 26 gedämpft, weshalb sie vernachlässigbar sind. Danach werden die durch Sj = sinωt ausgedrückten Wellenformdaten und die durch Formel (8) ausgedrückten Wellenformdaten durch den gleichen Zeitsteuertakt aus den Speichern 12 bzw. 22 ausgelesen, und die ausgelesenen Wellenformdaten werden von den D/A-Umsetzern 13 und 23 in analoge Signale umgesetzt, die an die Tiefpaßfilter 14 und 24 angelegt werden, um Taktkom ponenten aus den analogen Signalen zu entfernen. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 24 wird vom Verstärker 25 verstärkt, und dessen Ausgangssignal wird über das Dämpfungsglied 26 an den Addierer 27 angelegt, in dem es zum Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 14 addiert wird. Das Additionsausgangssignal wird vom Verstärker 15 verstärkt, um eine Sinuswellenform zu gewinnen, in der die Verzerrungskomponenten ausgelöscht sind. Dementsprechend ist die Ausgangswellenform verzerrungsfrei.

Fig. 8 stellt eine andere Ausführungsform des Wellenformgenerators der vorliegenden Erfindung als Blockschaltbild dar.

Bei dieser Ausführungsform sind der Speicher 12 im Hauptwellenformerzeugungsteil 11 und der Speicher 22 im Verzerrungsauslösch-Wellenformerzeugungsteil 22 beide ein nicht-flüchtiger Speicher wie beispielsweise ein ROM, und im Fall des Gewinnens einer Sinuswellenform werden die durch Sj = sinωt ausgedrückten Wellenformdaten und die durch Formel (8) gegebenen Wellenformdaten in den Speichern 12 bzw. 22 vorgespeichert. Die jeweiligen Wellenformdaten werden vom Lese-Controller 10 aus den Speichern 12 und 22 ausgelesen und dann von den D/A- Umsetzern 13 und 23 in analoge Signale umgesetzt. Die Ausgangssignale der D/A-Umsetzer 13 und 23 werden an die Tiefpaßfilter 14 und 24 angelegt, in denen Taktkomponenten aus ihnen entfernt werden. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 24 wird vom Verstärker 25 verstärkt und über das Dämpfungsglied 26 an den Addierer 27 angelegt, in dem es zum Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 14 addiert wird. Das addierte Ausgangssignal wird vom Verstärker 15 verstärkt, wodurch eine Ausgangswellenform mit ausgelöschter Verzerrung gewonnen wird. Dementsprechend ist die Ausgangswellenform verzerrungsfrei.

Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ausgangswellenform mit extrem kleiner Verzerrung selbst im Fall des Gewinnens eines hochfrequenten Wellenformausgangssignals und im Fall des Änderns der Frequenz des Wellenformausgangssignals über ein breites Band gewonnen werden.

Es ist klar, daß viele Modifikationen und Änderungen ausgeführt werden können, ohne den Bereich der neuen Konzepte der vorliegenden Erfindung zu verlassen.


Anspruch[de]

1. Wellenformgenerator, umfassend:

einen Wellenformerzeugungsteil (11), enthaltend:

eine Speicheranordnung (12; 12, 22), in die Wellenformdaten geschrieben und aus der diese Daten ausgelesen werden können;

eine D/A-Umsetzanordnung (13; 13, 23) zum D/A-Umsetzen der aus der Speicheranordnung ausgelesenen Wellenformdaten; und

eine Verstärkeranordnung (15; 15, 25) zum Verstärken des Ausgangssignals der D/A- Umsetzanordnung;

gekennzeichnet durch

einen Verzerrungsmeßteil (16), umfassend:

eine Filteranordnung (17) zum Dämpfen einer speziellen Frequenzkomponente im Ausgangssignal der Verstärkeranordnung; und

eine A/D-Umsetzanordnung (18, 19) zum A/D-Umsetzen des Ausgangssignals der Verstärkeranordnung und des Ausgangssignals der Filteranordnung; und

einen Rechen- und Steuerteil (10), der ausgebildet ist, um eine Fourier-Analyse der Ausgangsdaten der A/D-Umsetzanordnung auszuführen, um auf der Basis des Ergebnisses der Analyse Verzerrungsauslösch-Harmonischen-Komponenten zum Auslöschen von Verzerrungskomponenten festzulegen, die in dem Wellenformerzeugungsteil erzeugt werden, um in die Speicheranordnung Wellenformdaten zu schreiben, die eine zu erzeugende Wellenformkomponente und die Verzerrungsauslösch-Harmonischen-Komponenten repräsentieren, und um während der Wellenformerzeugung die Wellenformdaten aus der Speicheranordnung auszulesen.

2. Wellenformgenerator nach Anspruch 1, bei dem der Rechen- und Steuerteil (10) eine Zwischenspeicheranordnung (10A) und eine Fourier-Analyse-Anordnung (10B) enthält, und bei dem der Rechen- und Steuerteil ausgebildet ist,

um in ihn über den Verzerrungsmeßteil (16) ein Wellenformsignal einzuspeisen, das vom Wellenformerzeugungsteil (11) geliefert wird, wenn eine Referenzsignalwellenform aus der Speicheranordnung (12; 12, 22) ausgelesen wird,

um Amplituden und Phasen von Verzerrungskomponenten in dem eingespeisten Wellenformsignal durch Ausführen einer Fourier-Analyse des Wellenformsignals mit der Fourier-Analyse- Anordnung zu ermitteln und die Amplituden und Phasen der Verzerrungskomponenten in die Zwischenspeicheranordnung zu schreiben,

um in ihn das Wellenformsignal über die A/D-Umsetzanordnung (18, 19) einzuspeisen, ohne daß das Wellenformsignal die Filteranordnung (17) durchlaufen hat,

um eine Amplitude und eine Phase einer Grundfrequenzkomponente der Referenzsignalwellenform durch Ausführen einer Fourier-Analyse des eingespeisten Wellenformsignals mit der Fourier-Analyse-Anordnung zu ermitteln und die Amplitude sowie die Phase der Grundfrequenzkomponente in die Zwischenspeicheranordnung zu schreiben,

um in ihn über den Verzerrungsmeßteil ein Wellenformsignal einzuspeisen, das von dem Wellenformerzeugungsteil geliefert wird, wenn aus der Speicheranordnung eine zusammengesetzte Wellenform ausgelesen wird, die Harmonischen-Komponenten enthält, von denen jede eine vorbestimmte Amplitude und Phase und die Frequenz einer entsprechenden der Verzerrungskomponenten besitzt,

um Amplituden/Phasen-Charakteristika des Wellenformerzeugungsteils bezüglich jeder der Harmonischen-Komponenten durch Ausführen einer Fourier-Analyse des eingespeisten Wellenformsignals mit der Fourier-Analyse-Anordnung zu ermitteln und die Amplituden/Phasen- Charakteristika in die Zwischenspeicheranordnung zu schreiben,

um Amplituden und Phasen der Verzerrungsauslösch-Harmonischen-Komponenten auf der Basis der ermittelten Amplituden und Phasen der Verzerrungskomponenten, der ermittelten Amplitude und Phase der Grundfrequenzkomponente und der ermittelten Amplituden/Phasen- Charakteristika, die in die Zwischenspeicheranordnung geschrieben wurden, zu berechnen, und

um in die Speicheranordnung Wellenformdaten zu schreiben, die sich aus der Referenzsignalwellenform und den durch die berechneten Amplituden und Phasen bestimmten Verzerrungsauslösch-Harmonischen-Komponenten zusammensetzen.

3. Wellenformgenerator nach Anspruch 2, bei dem die Speicheranordnung einen ersten Speicher (12) zum Speichern der Referenzsignalwellenform, wenn eine Wellenform kleiner Verzerrung erzeugt wird, und einen zweiten Speicher (22) zum Speichern der Verzerrungsauslösch-Harmonischen-Komponenten enthält; die D/A-Umsetzanordnung einen ersten D/A-Umsetzer (13) zum Umsetzen der aus dem ersten Speicher ausgelesenen Referenzsignalwellenform in eine analoge Wellenform und einen zweiten D/A-Umsetzer (23) zum Umsetzen der aus dem zweiten Speicher ausgelesenen Verzerrungsauslösch-Harmonischen-Komponenten in eine analoge Wellenform enthält; und die Verstärkeranordnung einen ersten und einen zweiten Verstärker (15, 25) zum Verstärken der Ausgangssignale des ersten bzw. des zweiten D/A-Umsetzers sowie eine Addieranordnung (27) zum Addieren des Ausgangssignals des zweiten Verstärkers zum Eingangssignal in den ersten Verstärker und zum Eingeben des Additionsausgangssignals in den ersten Verstärker enthält.

4. Wellenformgenerator nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Dämpfungsglied (26), das zwischen dem Ausgang des zweiten Verstärkers (25) und dem Eingang der Addieranordnung (27) vorgesehen ist, zum Dämpfen des Ausgangssignals des zweiten Verstärkers in einem vorbestimmten Maß.

5. Verfahren zur Wellenformerzeugung, bei dem Wellenformdaten, die durch einen Rechen- und Steuerteil (10) aus einem Speicher (12; 12, 22) ausgelesen wurden, von einem D/A- Umsetzer (13; 13, 23) in eine analoge Wellenform umgesetzt werden, wobei die analoge Wellenform von einem Verstärker (15; 15, 25) verstärkt und ein Wellenformsignal als das Ausgangssignal eines Wellenformerzeugungsteils (11) erzeugt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Schreiben, in den Speicher, von Daten einer Mehrfachsinuswellenform, die eine zusam mengesetzte Wellenform ist, welche sich aus n Sinuswellen zusammensetzt, die eine Grundfrequenz ω einer zu erzeugenden Signalwellenform, eine zweifache, dreifache, ... bzw. n-fache harmonische Frequenz aufweisen und je eine vorbestimmte Amplitude besitzen;

Auslesen der Mehrfachsinuswellenform aus dem Speicher, Umsetzen der Mehrfachsinuswellenform durch den D/A-Umsetzer in eine analoge Wellenform und Verstärken der analogen Wellenform durch den Verstärker, um dadurch die Mehrfachsinuswellenform auszugeben;

Anlegen der Mehrfachsinuswellenform aus dem Verstärker an ein Filter (17), um die Komponente der Grundfrequenz ω zu dämpfen, Umsetzen des Ausgangssignals des Filters durch einen A/D-Umsetzer (18) in digitale Mehrfachsinuswellenformdaten und Einspeisen der digitalen Mehrfachsinuswellenformdaten in den Rechen- und Steuerteil;

Messen von Amplituden/Phasen-Charakteristika des Wellenformerzeugungsteils, die den Einfluß des Filters beinhalten, durch Gewinnen der Amplitude und Phase jeder der harmonischen Frequenzkomponenten mittels einer Fourier-Analyse der eingespeisten digitalen Mehrfachsinuswellenformdaten;

Schreiben von Signalwellenformdaten der zu erzeugenden Grundfrequenz in den Speicher;

Auslesen der Signalwellenformdaten der Grundfrequenz ω aus dem Speicher, Umsetzen der ausgelesenen Signalwellenformdaten durch den D/A-Umsetzer in eine analoge Signalwellenform, Verstärken der analogen Signalwellenform durch den Verstärker und Ausgeben der verstärkten analogen Signalwellenform;

Anlegen der verstärkten analogen Signalwellenform aus dem Verstärker an das Filter, um die Komponente der Grundfrequenz zu dämpfen, Umsetzen des Ausgangssignals des Filters durch den A/D-Umsetzer in eine digitale Signalwellenform und Einspeisen der digitalen Signalwellenform in den Rechen- und Steuerteil;

Messen einer Verzerrungscharakteristik des Wellenformerzeugungsteils, die den Einfluß des Filters beinhaltet, durch Gewinnen von Amplituden und Phasen von Harmonischen-Verzerrungskomponenten bezüglich der Grundfrequenz ω mittels einer Fourier-Analyse der eingespeisten digitalen Signalwellenform;

Ermitteln, auf der Basis der gemessenen Amplituden/Phasen-Charakteristika und der gemessenen Verzerrungscharakteristik, der Amplitude und Phase jeder von Verzerrungsauslösch- Sinussignalwellenformen der Frequenzen 2ω, 3ω, ..., nω zum Auslöschen von Verzerrungskomponenten, welche in dem Wellenformerzeugungsteil bezüglich der Signalwellenform der zu erzeugenden Grundfrequenz erzeugt werden;

Berechnen von zusammengesetzten Wellenformdaten, die sich aus den Verzerrungsauslösch-Sinussignalwellenformen und der Grundfrequenzsignalwellenform zusammensetzen, und Schreiben der zusammengesetzten Wellenformdaten in den Speicher;

Auslesen der zusammengesetzten Wellenformdaten aus dem Speicher, Umsetzen der ausgelesenen zusammengesetzten Wellenformdaten durch den D/A-Umsetzer in eine analoge Wellenform; und

Verstärken der analogen Wellenform durch den Verstärker und Ausgeben der verstärkten analogen Wellenform als die zu erzeugende Signalwellenform.







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