用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410230462.2

申请日:

2014.05.28

公开号:

CN104038183A

公开日:

2014.09.10

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):H03K 3/027变更事项:专利权人变更前:钢研纳克检测技术有限公司变更后:钢研纳克检测技术股份有限公司变更事项:地址变更前:100081 北京市海淀区高粱桥斜街13号变更后:100081 北京市海淀区高粱桥斜街13号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H03K 3/027申请日:20140528|||公开

IPC分类号:

H03K3/027

主分类号:

H03K3/027

申请人:

钢研纳克检测技术有限公司

发明人:

韩鹏程; 李明; 姚君; 张勇; 赵雷; 刘佳; 陈永彦; 赵振

地址:

100081 北京市海淀区高粱桥斜街13号

优先权:

专利代理机构:

北京铭硕知识产权代理有限公司 11286

代理人:

张川绪

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内容摘要

提供一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法。所述设备包括:接收端子,从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧;延时触发信号生成电路,根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号,其中,延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现;驱动电路,调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值;输出端子,输出所述调整后的多路延时触发信号。

权利要求书

权利要求书1.  一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备,包括:接收端子,从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧;延时触发信号生成电路,根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号,其中,延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现;驱动电路,调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值;输出端子,输出所述调整后的多路延时触发信号。2.  根据权利要求1所述的设备,还包括:存储器,存储延时触发信号生成电路获取的所述命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数,其中,延时触发信号生成电路包括:解析模块,解析接收到的命令帧,确定接收到的命令帧的类型,其中,当确定接收到的命令帧是存储命令帧时,获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储,当确定接收到的命令帧是使能命令帧时,从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时控制模块,发送完成后向触发信号生成模块发送使能信号;触发信号生成模块,当接收到使能信号时,生成触发信号并将生成的触发信号输出到各个延时控制模块;多个延时控制模块,当接收到触发信号生成模块输出的触发信号时,按照接收到的延时时间延时后输出触发信号。3.  根据权利要求2所述的设备,其中,所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括:多路延时触发信号的电压幅值,解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到电压控制模块,延时触发信号生成电路还包括:电压控制模块,按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应的电压控制信号,驱动电路根据接收到的电压控制信号,将延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。4.  根据权利要求2所述的设备,其中,触发信号生成模块生成的触发信 号是具有特定宽度的脉冲电压。5.  一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的方法,包括:a)接收端子从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧;b)延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号,其中,延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现;c)驱动电路调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值;d)输出端子输出所述调整后的多路延时触发信号。6.  根据权利要求5所述的方法,其中,步骤b)包括:B1)延时触发信号生成电路中的解析模块解析接收到的命令帧,确定接收到的命令帧的类型,其中,当确定接收到的命令帧是存储命令帧时,获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储,当确定接收到的命令帧是使能命令帧时,从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时触发信号生成电路中的延时控制模块,发送完成后向延时触发信号生成电路中的触发信号生成模块发送使能信号;B2)触发信号生成模块在接收到使能信号时生成触发信号并将生成的触发信号输出到各个延时控制模块;B3)多个延时控制模块在接收到触发信号生成模块输出的触发信号时,按照接收到的延时时间延时后输出触发信号。7.  根据权利要求6所述的方法,其中,所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括:多路延时触发信号的电压幅值,步骤B1)还包括:解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到延时触发信号生成电路中的电压控制模块,在步骤B1)之后,电压控制模块按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应的电压控制信号,步骤c)包括:驱动电路根据接收到的电压控制信号,将延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。8.  根据权利要求6所述的方法,其中,触发信号生成模块生成的触发信号是具有特定宽度的脉冲电压。

说明书

说明书用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法
技术领域
本发明涉及光电探测技术领域,更具体地讲,涉及一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法。
背景技术
光谱探测系统是研究物质对光的吸收与发射、光与物质相互作用的基本设备。不同的物质、不同的分析手段对光谱的产生和持续时间的要求都有很大差别,所以,在对物质进行受激辐射光谱测量时,准确地控制激发光源、探测器、信号处理器就显得非常重要。因此,在光谱探测系统工作中,需要精确地相对延时地触发各台仪器。例如,需要先触发激发光源,即,先触发激光器使其工作,特定时间后再触发探测器,使探测器工作。
目前,国内实验室通常使用数字信号发生器作为光谱探测系统的触发装置,数字信号发生器虽然精度高、控制方便,但价格较贵、体积大不便于携带。而商品化的触发装置存在延时精度低等缺点,影响光谱探测系统的测量精度。
因此,需要一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法,能够生成精确的多路延时触发信号,以相对延时地触发光谱探测系统中的各台仪器,且价格低廉、便于携带。
发明内容
本发明的示例性实施例在于提供一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法,其能够生成精确的多路延时触发信号,以相对延时地触发光谱探测系统中的各台仪器。
根据本发明的一方面,提供一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备,包括:接收端子,从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧;延时触发信号生成电路,根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号,其中,延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现;驱动电 路,调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值;输出端子,输出所述调整后的多路延时触发信号。
可选地,所述设备还包括:存储器,存储延时触发信号生成电路获取的所述命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数,其中,延时触发信号生成电路包括:解析模块,解析接收到的命令帧,确定接收到的命令帧的类型,其中,当确定接收到的命令帧是存储命令帧时,获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储,当确定接收到的命令帧是使能命令帧时,从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时控制模块,发送完成后向触发信号生成模块发送使能信号;触发信号生成模块,当接收到使能信号时,生成触发信号并将生成的触发信号输出到各个延时控制模块;多个延时控制模块,当接收到触发信号生成模块输出的触发信号时,按照接收到的延时时间延时后输出触发信号。
可选地,所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括:多路延时触发信号的电压幅值,解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到电压控制模块,延时触发信号生成电路还包括:电压控制模块,按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应的电压控制信号,驱动电路根据接收到的电压控制信号,将延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。
可选地,触发信号生成模块生成的触发信号是具有特定宽度的脉冲电压。
根据本发明的另一方面,提供一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的方法,包括:a)接收端子从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧;b)延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号,其中,延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现;c)驱动电路调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值;d)输出端子输出所述调整后的多路延时触发信号。
可选地,步骤b)包括:B1)延时触发信号生成电路中的解析模块解析接收到的命令帧,确定接收到的命令帧的类型,其中,当确定接收到的命令帧是存储命令帧时,获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储,当确定接收到的命令帧是使能命令帧时,从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信 号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时触发信号生成电路中的延时控制模块,发送完成后向延时触发信号生成电路中的触发信号生成模块发送使能信号;B2)触发信号生成模块在接收到使能信号时生成触发信号并将生成的触发信号输出到各个延时控制模块;B3)多个延时控制模块在接收到触发信号生成模块输出的触发信号时,按照接收到的延时时间延时后输出触发信号。
可选地,所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括:多路延时触发信号的电压幅值,步骤B1)还包括:解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到延时触发信号生成电路中的电压控制模块,在步骤B1)之后,电压控制模块按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应的电压控制信号,步骤c)包括:驱动电路根据接收到的电压控制信号,将延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。
可选地,触发信号生成模块生成的触发信号是具有特定宽度的脉冲电压。
根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法,可以生成精确的多路延时触发信号,以相对延时地触发光谱探测系统中的各台仪器,且通用性强、价格低廉、便于携带。
将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点,还有一部分通过描述将是清楚的,或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述,本发明示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚,其中:
图1示出根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备的框图;
图2示出根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路的框图;
图3示出根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的方法的流程图;
图4示出根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细参照本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中,相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例,以便解释本发明。
图1示出根据本发明示例性实施例的生成多路触发信号的设备的框图。
如图1所示,根据本发明的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备100包括:接收端子110、延时触发信号生成电路120、驱动电路130和输出端子140。
接收端子110用于从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧。
接收端子110可以是各种用于接收命令帧的端子,例如,可以是RS232串口、RS485串口、CAN总线接口、以太网口等。
延时触发信号生成电路120用于根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号。在本发明中,延时触发信号生成电路120通过现场可编程门阵列(FPGA)实现。
具体地说,延时触发信号生成电路120先对接收端子110接收到的命令帧进行解析,根据解析得到的用于生成多路延时触发信号的参数生成多路延时触发信号。将参照图2来描述延时触发信号生成电路120的示例性结构。
现场可编程门阵列具有并行运行的特点,因此根据本发明的延时触发信号生成电路120在生成多路延时触发信号时,不存在使用处理器生成多路延时触发信号时受程序延时影响的问题,能够生成更为精准的多路延时触发信号。
同时,延时触发信号生成电路120可实时根据上位机发送的命令帧调整用于生成多路延时触发信号的参数,生成符合上位机要求的多路延时触发信号,以便于为不同的光谱探测系统提供多路延时触发信号,通用性强。
驱动电路130用于调整延时触发信号生成电路120输出的多路延时触发信号的电压幅值。
驱动电路130通过对延时触发信号生成电路120输出的多路延时触发信号的电压幅值的调整,使输出的多路延时触发信号的电压幅值达到被触发的仪器的触发电压。例如,由延时触发信号生成电路120输出的多路延时触发信号的电压幅值是3.3V,驱动电路130可将其调整为5V、10V、15V、24V等。
驱动电路130可以是各种能够调整延时触发信号生成电路120输出的多 路延时触发信号的电压幅值的电路或者芯片。
输出端子140用于输出所述调整后的多路延时触发信号。
输出端子140可以是各种用于输出多路延时触发信号的端子。每路延时触发信号分别输出到对应的光谱探测系统中的仪器,例如,激光器、探测器等。
作为示例,用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备100还包括:存储器(未示出)。
存储器用于存储延时触发信号生成电路120获取的所述命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数。
存储器可对用于生成多路延时触发信号的参数进行存储,断电后存储的参数不会丢失,下次需要生成相同的多路延时触发信号时可直接从中读取,不需要上位机再发送相同的参数。
图2示出根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路的框图。
如图2所示,根据本发明的延时触发信号生成电路120包括:解析模块210、触发信号生成模块220和多个延时控制模块230。
解析模块210用于解析接收到的命令帧,确定接收到的命令帧的类型。
当解析模块210确定接收到的命令帧是存储命令帧时,获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储。当解析模块210确定接收到的命令帧是使能命令帧时,从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时控制模块230,发送完成后向触发信号生成模块220发送使能信号。
当触发信号生成模块220接收到使能信号时,生成触发信号并将生成的触发信号输出到各个延时控制模块230。
触发信号生成模块220生成的触发信号可以是具有特定宽度的脉冲电压。
多个延时控制模块230在接收到触发信号生成模块220输出的触发信号时,按照接收到的延时时间延时后输出触发信号。
具体地说,各个延时控制模块230同时接收到触发信号生成模块220输出的触发信号,针对每个延时控制模块230,当接收到触发信号生成模块220输出的触发信号时,按照从解析模块210接收到的延时时间延时后输出触发 信号。即,各个延时控制模块230相对独立,同时接收到触发信号后同时运行、并行工作,因此,不同于处理器同一时刻只能执行一个任务,不存在使用处理器生成多路延时触发信号时受程序延时影响的问题,能够生成更为精准的多路延时触发信号。
作为示例,延时控制模块230可通过可编程延迟线实现小于50ns的延时时间延迟,以提高延时时间精度。
作为示例,所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括多路延时触发信号的电压幅值,解析模块210将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到电压控制模块。
延时触发信号生成电路120还可包括:电压控制模块(未示出),按照接收到的电压幅值向驱动电路130输出对应的电压控制信号。
驱动电路130根据接收到的电压控制信号,将多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。通过上述方式,可以比较灵活地根据用户需要调整输出的多路延时触发信号的电压幅值。
应该理解,本领域技术人员根据上述对解析模块210、触发信号生成模块220、多个延时控制模块230和电压控制模块的描述,可以通过现场可编程门阵列来实现解析模块210、触发信号生成模块220、多个延时控制模块230和电压控制模块。
图3示出根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的方法的流程图。
如图3所示,在步骤301,接收端子从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧。
接收端子可以是各种用于接收命令帧的端子,例如,可以是RS232串口、RS485串口、CAN总线接口、以太网口等。
在步骤302,延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号。在本发明中,延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现。
具体地说,延时触发信号生成电路先对接收端子接收到的命令帧进行解析,根据解析得到的用于生成多路延时触发信号的参数生成多路延时触发信号。作为优选方式,可执行图4所示的方法来实现延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号。
现场可编程门阵列具有并行运行的特点,因此根据本发明的延时触发信号生成电路在生成多路延时触发信号时,不存在使用处理器生成多路延时触发信号时受程序延时影响的问题,能够生成更为精准的多路延时触发信号。
同时,延时触发信号生成电路可实时根据上位机发送的命令帧调整用于生成多路延时触发信号的参数,生成符合上位机要求的多路延时触发信号,以便于为不同的光谱探测系统提供多路延时触发信号,通用性强。
在步骤303,驱动电路调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值。
驱动电路通过对延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值的调整,使输出的多路延时触发信号的电压幅值达到被触发的仪器的触发电压。例如,由延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值是3.3V,驱动电路可将其调整为5V、10V、15V、24V等。
应该理解,驱动电路可以是各种能够调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值的电路或者芯片。
在步骤304,输出端子输出所述调整后的多路延时触发信号。
输出端子可以是各种用于输出多路延时触发信号的端子。每路延时触发信号分别输出到对应的光谱探测系统中的仪器,例如,激光器、探测器等。
图4示出根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号的方法的流程图。可在执行步骤302时执行图4所示的方法。
如图4所示,在步骤401,延时触发信号生成电路中的解析模块解析接收到的命令帧,确定接收到的命令帧的类型。
当确定接收到的命令帧是存储命令帧时,获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储。当确定接收到的命令帧是使能命令帧时,从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时触发信号生成电路中的延时控制模块,发送完成后向延时触发信号生成电路中的触发信号生成模块发送使能信号。
将用于生成多路延时触发信号的参数发送到存储器进行存储,可保证断电后存储的参数不会丢失,下次需要生成相同的多路延时触发信号时可直接从存储器读取,不需要上位机再发送相同的参数。
在步骤402,触发信号生成模块在接收到使能信号时生成触发信号并将生成的触发信号输出到各个延时控制模块。
触发信号生成模块生成的触发信号可以是具有特定宽度的脉冲电压。
在步骤403,多个延时控制模块在接收到触发信号生成模块输出的触发信号时,按照接收到的延时时间延时后输出触发信号。
具体地说,各个延时控制模块同时接收到触发信号生成模块输出的触发信号,针对每个延时控制模块,当接收到触发信号生成模块输出的触发信号时,按照从解析模块接收到的延时时间延时后输出触发信号。即,各个延时控制模块相对独立,同时接收到触发信号后同时运行、并行工作,因此,不同于处理器同一时刻只能执行一个任务,不存在使用处理器生成多路延时触发信号时受程序延时影响的问题,能够生成更为精准的多路延时触发信号。
作为示例,延时控制模块可通过可编程延迟线实现小于50ns的延时时间延迟,以提高延时时间精度。
作为示例,步骤401还可包括:解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到延时触发信号生成电路中的电压控制模块。
在步骤401之后,电压控制模块按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应的电压控制信号。
步骤303可包括:驱动电路根据接收到的电压控制信号,将延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。通过上述方式,可以比较灵活地根据用户需要调整输出的多路延时触发信号的电压幅值。
根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法,可以生成精确的多路延时触发信号,以相对延时地触发光谱探测系统中的各台仪器,且通用性强、价格低廉、便于携带。
虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下,可以对这些实施例进行修改。

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1、(10)申请公布号 CN 104038183 A (43)申请公布日 2014.09.10 CN 104038183 A (21)申请号 201410230462.2 (22)申请日 2014.05.28 H03K 3/027(2006.01) (71)申请人 钢研纳克检测技术有限公司 地址 100081 北京市海淀区高粱桥斜街 13 号 (72)发明人 韩鹏程 李明 姚君 张勇 赵雷 刘佳 陈永彦 赵振 (74)专利代理机构 北京铭硕知识产权代理有限 公司 11286 代理人 张川绪 (54) 发明名称 用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设 备及方法 (57) 摘要 提供一种用于生成光谱探。

2、测系统的多路触发 信号的设备及方法。所述设备包括 : 接收端子, 从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令 帧 ; 延时触发信号生成电路, 根据接收端子接收 到的命令帧生成多路延时触发信号, 其中, 延时触 发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现 ; 驱 动电路, 调整延时触发信号生成电路输出的多路 延时触发信号的电压幅值 ; 输出端子, 输出所述 调整后的多路延时触发信号。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104038183 。

3、A CN 104038183 A 1/2 页 2 1. 一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备, 包括 : 接收端子, 从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧 ; 延时触发信号生成电路, 根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号, 其中, 延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现 ; 驱动电路, 调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值 ; 输出端子, 输出所述调整后的多路延时触发信号。 2. 根据权利要求 1 所述的设备, 还包括 : 存储器, 存储延时触发信号生成电路获取的所 述命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数, 其中, 延时触发信号生成电路包。

4、括 : 解析模块, 解析接收到的命令帧, 确定接收到的命令帧的类型, 其中, 当确定接收到的 命令帧是存储命令帧时, 获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到 存储器进行存储, 当确定接收到的命令帧是使能命令帧时, 从存储器读入用于生成多路延 时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延 时触发信号对应的延时控制模块, 发送完成后向触发信号生成模块发送使能信号 ; 触发信号生成模块, 当接收到使能信号时, 生成触发信号并将生成的触发信号输出到 各个延时控制模块 ; 多个延时控制模块, 当接收到触发信号生成模块输出的触发信号时, 按照接收到的延 时。

5、时间延时后输出触发信号。 3. 根据权利要求 2 所述的设备, 其中, 所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括 : 多路延时触发信号的电压幅值, 解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到电压控制模块, 延时触发信号生成电路还包括 : 电压控制模块, 按照接收到的电压幅值向驱动电路输 出对应的电压控制信号, 驱动电路根据接收到的电压控制信号, 将延时触发信号生成电路输出的多路延时触发 信号调整为具有所述电压幅值。 4. 根据权利要求 2 所述的设备, 其中, 触发信号生成模块生成的触发信号是具有特定 宽度的脉冲电压。 5. 一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的方法, 包括 :。

6、 a) 接收端子从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧 ; b) 延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号, 其 中, 延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现 ; c) 驱动电路调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值 ; d) 输出端子输出所述调整后的多路延时触发信号。 6. 根据权利要求 5 所述的方法, 其中, 步骤 b) 包括 : B1) 延时触发信号生成电路中的解析模块解析接收到的命令帧, 确定接收到的命令帧 的类型, 其中, 当确定接收到的命令帧是存储命令帧时, 获取存储命令帧中的用于生成多路 延时触发信号的参数并发送到存储器进。

7、行存储, 当确定接收到的命令帧是使能命令帧时, 从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对 应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时触发信号生成电路中的延时控制模 权 利 要 求 书 CN 104038183 A 2 2/2 页 3 块, 发送完成后向延时触发信号生成电路中的触发信号生成模块发送使能信号 ; B2) 触发信号生成模块在接收到使能信号时生成触发信号并将生成的触发信号输出到 各个延时控制模块 ; B3) 多个延时控制模块在接收到触发信号生成模块输出的触发信号时, 按照接收到的 延时时间延时后输出触发信号。 7. 根据权利要求 6 所述的方法,。

8、 其中, 所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括 : 多路延时触发信号的电压幅值, 步骤 B1) 还包括 : 解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到延时 触发信号生成电路中的电压控制模块, 在步骤 B1) 之后, 电压控制模块按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应的电压控 制信号, 步骤 c) 包括 : 驱动电路根据接收到的电压控制信号, 将延时触发信号生成电路输出的 多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。 8. 根据权利要求 6 所述的方法, 其中, 触发信号生成模块生成的触发信号是具有特定 宽度的脉冲电压。 权 利 要 求 书 CN 104038183 A 3 1/6 。

9、页 4 用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法 技术领域 0001 本发明涉及光电探测技术领域, 更具体地讲, 涉及一种用于生成光谱探测系统的 多路触发信号的设备及方法。 背景技术 0002 光谱探测系统是研究物质对光的吸收与发射、 光与物质相互作用的基本设备。不 同的物质、 不同的分析手段对光谱的产生和持续时间的要求都有很大差别, 所以, 在对物质 进行受激辐射光谱测量时, 准确地控制激发光源、 探测器、 信号处理器就显得非常重要。因 此, 在光谱探测系统工作中, 需要精确地相对延时地触发各台仪器。例如, 需要先触发激发 光源, 即, 先触发激光器使其工作, 特定时间后再触发探测器,。

10、 使探测器工作。 0003 目前, 国内实验室通常使用数字信号发生器作为光谱探测系统的触发装置, 数字 信号发生器虽然精度高、 控制方便, 但价格较贵、 体积大不便于携带。而商品化的触发装置 存在延时精度低等缺点, 影响光谱探测系统的测量精度。 0004 因此, 需要一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方法, 能够生成 精确的多路延时触发信号, 以相对延时地触发光谱探测系统中的各台仪器, 且价格低廉、 便 于携带。 发明内容 0005 本发明的示例性实施例在于提供一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的 设备及方法, 其能够生成精确的多路延时触发信号, 以相对延时地触发光谱探测系统中。

11、的 各台仪器。 0006 根据本发明的一方面, 提供一种用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备, 包括 : 接收端子, 从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧 ; 延时触发信号生成 电路, 根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号, 其中, 延时触发信号生成电路 通过现场可编程门阵列实现 ; 驱动电路, 调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发 信号的电压幅值 ; 输出端子, 输出所述调整后的多路延时触发信号。 0007 可选地, 所述设备还包括 : 存储器, 存储延时触发信号生成电路获取的所述命令帧 中的用于生成多路延时触发信号的参数, 其中, 延时触发信号生成电路包括 : 。

12、解析模块, 解 析接收到的命令帧, 确定接收到的命令帧的类型, 其中, 当确定接收到的命令帧是存储命令 帧时, 获取存储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储, 当确定接收到的命令帧是使能命令帧时, 从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数 并将所述参数中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的 延时控制模块, 发送完成后向触发信号生成模块发送使能信号 ; 触发信号生成模块, 当接收 到使能信号时, 生成触发信号并将生成的触发信号输出到各个延时控制模块 ; 多个延时控 制模块, 当接收到触发信号生成模块输出的触发信号时, 按照接收到的延时时间延时。

13、后输 出触发信号。 说 明 书 CN 104038183 A 4 2/6 页 5 0008 可选地, 所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括 : 多路延时触发信号的电 压幅值, 解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到电压控制模块, 延 时触发信号生成电路还包括 : 电压控制模块, 按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应 的电压控制信号, 驱动电路根据接收到的电压控制信号, 将延时触发信号生成电路输出的 多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。 0009 可选地, 触发信号生成模块生成的触发信号是具有特定宽度的脉冲电压。 0010 根据本发明的另一方面, 提供一种用于生成光谱探。

14、测系统的多路触发信号的方 法, 包括 : a) 接收端子从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧 ; b) 延时触发信 号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触发信号, 其中, 延时触发信号生 成电路通过现场可编程门阵列实现 ; c) 驱动电路调整延时触发信号生成电路输出的多路 延时触发信号的电压幅值 ; d) 输出端子输出所述调整后的多路延时触发信号。 0011 可选地, 步骤 b) 包括 : B1) 延时触发信号生成电路中的解析模块解析接收到的命 令帧, 确定接收到的命令帧的类型, 其中, 当确定接收到的命令帧是存储命令帧时, 获取存 储命令帧中的用于生成多路延时触发信号的参。

15、数并发送到存储器进行存储, 当确定接收到 的命令帧是使能命令帧时, 从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数 中的各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时触发信号 生成电路中的延时控制模块, 发送完成后向延时触发信号生成电路中的触发信号生成模块 发送使能信号 ; B2) 触发信号生成模块在接收到使能信号时生成触发信号并将生成的触发 信号输出到各个延时控制模块 ; B3) 多个延时控制模块在接收到触发信号生成模块输出的 触发信号时, 按照接收到的延时时间延时后输出触发信号。 0012 可选地, 所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括 : 多路延时触发信号的。

16、电 压幅值, 步骤 B1) 还包括 : 解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值发送到 延时触发信号生成电路中的电压控制模块, 在步骤 B1) 之后, 电压控制模块按照接收到的 电压幅值向驱动电路输出对应的电压控制信号, 步骤 c) 包括 : 驱动电路根据接收到的电压 控制信号, 将延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。 0013 可选地, 触发信号生成模块生成的触发信号是具有特定宽度的脉冲电压。 0014 根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方 法, 可以生成精确的多路延时触发信号, 以相对延时地触发光谱探测系统中的各台仪器,。

17、 且 通用性强、 价格低廉、 便于携带。 0015 将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和 / 或优点, 还有一部 分通过描述将是清楚的, 或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。 附图说明 0016 通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述, 本发明示例性实施例的上 述和其他目的和特点将会变得更加清楚, 其中 : 0017 图 1 示出根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的 设备的框图 ; 0018 图 2 示出根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路的框图 ; 0019 图 3 示出根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的 。

18、说 明 书 CN 104038183 A 5 3/6 页 6 方法的流程图 ; 0020 图 4 示出根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路根据接收端子接收 到的命令帧生成多路延时触发信号的方法的流程图。 具体实施方式 0021 现将详细参照本发明的实施例, 所述实施例的示例在附图中示出, 其中, 相同的标 号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例, 以便解释本发明。 0022 图 1 示出根据本发明示例性实施例的生成多路触发信号的设备的框图。 0023 如图 1 所示, 根据本发明的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备 100 包 括 : 接收端子 110、 延时。

19、触发信号生成电路 120、 驱动电路 130 和输出端子 140。 0024 接收端子 110 用于从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命令帧。 0025 接收端子110可以是各种用于接收命令帧的端子, 例如, 可以是RS232串口、 RS485 串口、 CAN 总线接口、 以太网口等。 0026 延时触发信号生成电路 120 用于根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时触 发信号。在本发明中, 延时触发信号生成电路 120 通过现场可编程门阵列 (FPGA) 实现。 0027 具体地说, 延时触发信号生成电路 120 先对接收端子 110 接收到的命令帧进行解 析, 根据解析得到的用于生成多。

20、路延时触发信号的参数生成多路延时触发信号。将参照图 2 来描述延时触发信号生成电路 120 的示例性结构。 0028 现场可编程门阵列具有并行运行的特点, 因此根据本发明的延时触发信号生成电 路 120 在生成多路延时触发信号时, 不存在使用处理器生成多路延时触发信号时受程序延 时影响的问题, 能够生成更为精准的多路延时触发信号。 0029 同时, 延时触发信号生成电路 120 可实时根据上位机发送的命令帧调整用于生成 多路延时触发信号的参数, 生成符合上位机要求的多路延时触发信号, 以便于为不同的光 谱探测系统提供多路延时触发信号, 通用性强。 0030 驱动电路130用于调整延时触发信号生。

21、成电路120输出的多路延时触发信号的电 压幅值。 0031 驱动电路130通过对延时触发信号生成电路120输出的多路延时触发信号的电压 幅值的调整, 使输出的多路延时触发信号的电压幅值达到被触发的仪器的触发电压。 例如, 由延时触发信号生成电路 120 输出的多路延时触发信号的电压幅值是 3.3V, 驱动电路 130 可将其调整为 5V、 10V、 15V、 24V 等。 0032 驱动电路130可以是各种能够调整延时触发信号生成电路120输出的多路延时触 发信号的电压幅值的电路或者芯片。 0033 输出端子 140 用于输出所述调整后的多路延时触发信号。 0034 输出端子 140 可以是各。

22、种用于输出多路延时触发信号的端子。每路延时触发信号 分别输出到对应的光谱探测系统中的仪器, 例如, 激光器、 探测器等。 0035 作为示例, 用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备100还包括 : 存储器(未 示出 )。 0036 存储器用于存储延时触发信号生成电路 120 获取的所述命令帧中的用于生成多 路延时触发信号的参数。 说 明 书 CN 104038183 A 6 4/6 页 7 0037 存储器可对用于生成多路延时触发信号的参数进行存储, 断电后存储的参数不会 丢失, 下次需要生成相同的多路延时触发信号时可直接从中读取, 不需要上位机再发送相 同的参数。 0038 图 2 示出。

23、根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路的框图。 0039 如图 2 所示, 根据本发明的延时触发信号生成电路 120 包括 : 解析模块 210、 触发 信号生成模块 220 和多个延时控制模块 230。 0040 解析模块 210 用于解析接收到的命令帧, 确定接收到的命令帧的类型。 0041 当解析模块 210 确定接收到的命令帧是存储命令帧时, 获取存储命令帧中的用于 生成多路延时触发信号的参数并发送到存储器进行存储。当解析模块 210 确定接收到的命 令帧是使能命令帧时, 从存储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的 各路延时触发信号对应的延时时间发送到与该路延时触。

24、发信号对应的延时控制模块 230, 发送完成后向触发信号生成模块 220 发送使能信号。 0042 当触发信号生成模块 220 接收到使能信号时, 生成触发信号并将生成的触发信号 输出到各个延时控制模块 230。 0043 触发信号生成模块 220 生成的触发信号可以是具有特定宽度的脉冲电压。 0044 多个延时控制模块 230 在接收到触发信号生成模块 220 输出的触发信号时, 按照 接收到的延时时间延时后输出触发信号。 0045 具体地说, 各个延时控制模块 230 同时接收到触发信号生成模块 220 输出的触发 信号, 针对每个延时控制模块 230, 当接收到触发信号生成模块 220 。

25、输出的触发信号时, 按 照从解析模块 210 接收到的延时时间延时后输出触发信号。即, 各个延时控制模块 230 相 对独立, 同时接收到触发信号后同时运行、 并行工作, 因此, 不同于处理器同一时刻只能执 行一个任务, 不存在使用处理器生成多路延时触发信号时受程序延时影响的问题, 能够生 成更为精准的多路延时触发信号。 0046 作为示例, 延时控制模块 230 可通过可编程延迟线实现小于 50ns 的延时时间延 迟, 以提高延时时间精度。 0047 作为示例, 所述用于生成多路延时触发信号的参数还包括多路延时触发信号的电 压幅值, 解析模块 210 将所述参数中的多路延时触发信号的电压幅值。

26、发送到电压控制模 块。 0048 延时触发信号生成电路 120 还可包括 : 电压控制模块 ( 未示出 ), 按照接收到的电 压幅值向驱动电路 130 输出对应的电压控制信号。 0049 驱动电路 130 根据接收到的电压控制信号, 将多路延时触发信号调整为具有所述 电压幅值。通过上述方式, 可以比较灵活地根据用户需要调整输出的多路延时触发信号的 电压幅值。 0050 应该理解, 本领域技术人员根据上述对解析模块 210、 触发信号生成模块 220、 多 个延时控制模块 230 和电压控制模块的描述, 可以通过现场可编程门阵列来实现解析模块 210、 触发信号生成模块 220、 多个延时控制模。

27、块 230 和电压控制模块。 0051 图 3 示出根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的 方法的流程图。 0052 如图 3 所示, 在步骤 301, 接收端子从上位机接收用于生成多路延时触发信号的命 说 明 书 CN 104038183 A 7 5/6 页 8 令帧。 0053 接收端子可以是各种用于接收命令帧的端子, 例如, 可以是 RS232 串口、 RS485 串 口、 CAN 总线接口、 以太网口等。 0054 在步骤 302, 延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多路延时 触发信号。在本发明中, 延时触发信号生成电路通过现场可编程门阵列实现。 。

28、0055 具体地说, 延时触发信号生成电路先对接收端子接收到的命令帧进行解析, 根据 解析得到的用于生成多路延时触发信号的参数生成多路延时触发信号。作为优选方式, 可 执行图 4 所示的方法来实现延时触发信号生成电路根据接收端子接收到的命令帧生成多 路延时触发信号。 0056 现场可编程门阵列具有并行运行的特点, 因此根据本发明的延时触发信号生成电 路在生成多路延时触发信号时, 不存在使用处理器生成多路延时触发信号时受程序延时影 响的问题, 能够生成更为精准的多路延时触发信号。 0057 同时, 延时触发信号生成电路可实时根据上位机发送的命令帧调整用于生成多路 延时触发信号的参数, 生成符合上。

29、位机要求的多路延时触发信号, 以便于为不同的光谱探 测系统提供多路延时触发信号, 通用性强。 0058 在步骤 303, 驱动电路调整延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电 压幅值。 0059 驱动电路通过对延时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值的 调整, 使输出的多路延时触发信号的电压幅值达到被触发的仪器的触发电压。例如, 由延 时触发信号生成电路输出的多路延时触发信号的电压幅值是 3.3V, 驱动电路可将其调整为 5V、 10V、 15V、 24V 等。 0060 应该理解, 驱动电路可以是各种能够调整延时触发信号生成电路输出的多路延时 触发信号的电压幅值的电路或者芯。

30、片。 0061 在步骤 304, 输出端子输出所述调整后的多路延时触发信号。 0062 输出端子可以是各种用于输出多路延时触发信号的端子。 每路延时触发信号分别 输出到对应的光谱探测系统中的仪器, 例如, 激光器、 探测器等。 0063 图 4 示出根据本发明示例性实施例的延时触发信号生成电路根据接收端子接收 到的命令帧生成多路延时触发信号的方法的流程图。可在执行步骤 302 时执行图 4 所示的 方法。 0064 如图 4 所示, 在步骤 401, 延时触发信号生成电路中的解析模块解析接收到的命令 帧, 确定接收到的命令帧的类型。 0065 当确定接收到的命令帧是存储命令帧时, 获取存储命令。

31、帧中的用于生成多路延时 触发信号的参数并发送到存储器进行存储。当确定接收到的命令帧是使能命令帧时, 从存 储器读入用于生成多路延时触发信号的参数并将所述参数中的各路延时触发信号对应的 延时时间发送到与该路延时触发信号对应的延时触发信号生成电路中的延时控制模块, 发 送完成后向延时触发信号生成电路中的触发信号生成模块发送使能信号。 0066 将用于生成多路延时触发信号的参数发送到存储器进行存储, 可保证断电后存储 的参数不会丢失, 下次需要生成相同的多路延时触发信号时可直接从存储器读取, 不需要 上位机再发送相同的参数。 说 明 书 CN 104038183 A 8 6/6 页 9 0067 在。

32、步骤 402, 触发信号生成模块在接收到使能信号时生成触发信号并将生成的触 发信号输出到各个延时控制模块。 0068 触发信号生成模块生成的触发信号可以是具有特定宽度的脉冲电压。 0069 在步骤 403, 多个延时控制模块在接收到触发信号生成模块输出的触发信号时, 按 照接收到的延时时间延时后输出触发信号。 0070 具体地说, 各个延时控制模块同时接收到触发信号生成模块输出的触发信号, 针 对每个延时控制模块, 当接收到触发信号生成模块输出的触发信号时, 按照从解析模块接 收到的延时时间延时后输出触发信号。 即, 各个延时控制模块相对独立, 同时接收到触发信 号后同时运行、 并行工作, 因。

33、此, 不同于处理器同一时刻只能执行一个任务, 不存在使用处 理器生成多路延时触发信号时受程序延时影响的问题, 能够生成更为精准的多路延时触发 信号。 0071 作为示例, 延时控制模块可通过可编程延迟线实现小于 50ns 的延时时间延迟, 以 提高延时时间精度。 0072 作为示例, 步骤 401 还可包括 : 解析模块将所述参数中的多路延时触发信号的电 压幅值发送到延时触发信号生成电路中的电压控制模块。 0073 在步骤 401 之后, 电压控制模块按照接收到的电压幅值向驱动电路输出对应的电 压控制信号。 0074 步骤 303 可包括 : 驱动电路根据接收到的电压控制信号, 将延时触发信号。

34、生成电 路输出的多路延时触发信号调整为具有所述电压幅值。通过上述方式, 可以比较灵活地根 据用户需要调整输出的多路延时触发信号的电压幅值。 0075 根据本发明示例性实施例的用于生成光谱探测系统的多路触发信号的设备及方 法, 可以生成精确的多路延时触发信号, 以相对延时地触发光谱探测系统中的各台仪器, 且 通用性强、 价格低廉、 便于携带。 0076 虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例, 但本领域技术人员应该理解, 在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下, 可以对这些 实施例进行修改。 说 明 书 CN 104038183 A 9 1/2 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104038183 A 10 2/2 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104038183 A 11 。

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