延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法.pdf

上传人:t**** 文档编号:4881010 上传时间:2018-11-21 格式:PDF 页数:12 大小:393.91KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201310181159.3

申请日:

2013.05.16

公开号:

CN103427805A

公开日:

2013.12.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H03K 5/13申请日:20130516|||公开

IPC分类号:

H03K5/13; G02B21/00

主分类号:

H03K5/13

申请人:

莱卡微系统CMS有限责任公司

发明人:

索尔斯腾·科斯特

地址:

德国威茨勒

优先权:

2012.05.16 DE 102012208306.5; 2012.09.10 DE 102012215995.9

专利代理机构:

北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201

代理人:

宋融冰

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明提供延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法。该电路包括第一延迟单元(1)和第二延迟单元(2),输入信号被输入至第一延迟单元(1),第一延迟单元(1)将输入信号延迟第一时钟信号的k个周期以产生值xt_k,并将值xt_k传输至第二延迟单元(2)。第二延迟单元(2)包括转换器(3)和第二移位寄存器(4),转换器(3)通过n个导线与第二移位寄存器(4)连接;值xt_k和值xt_k-1输入至转换器(3),xt_k-1为被延迟第一时钟信号的k-1个周期的输入信号;转换器(3)配置为使得值xt_k-1输入至导线1至m,值xt_k输入至导线m+1至n,其中1≤m≤n;第二移位寄存器(4)将输入至导线1至n的值作为电路的输出信号连续地输出。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于可控地延迟输入信号的电路,所述电路包括第一延迟单元(1)和第二延迟单元(2),所述输入信号(PULS_IN)被输入至所述第一延迟单元(1),所述第一延迟单元(1)将所述输入信号(PULS_IN)延迟第一时钟信号(CLK1)的k个周期以产生值xt_k,并将所述值xt_k传输至所述第二延迟单元(2),其中,
所述第二延迟单元(2)包括转换器(3)和第二移位寄存器(4),所述转换器(3)通过n个导线与所述第二移位寄存器(4)连接,
所述值xt_k和值xt_k-1输入至所述转换器(3),xt_k-1为被延迟所述第一时钟信号(CLK1)的k-1个周期的所述输入信号(PULS_IN),
所述转换器(3)配置为使得值xt_k-1输入至导线1至m,值xt_k输入至导线m+1至n,其中1≤m≤n,以及
所述第二移位寄存器(4)将输入至导线1至n的值作为所述电路的输出信号(PULS_OUT)连续地输出。

2.  根据权利要求1所述的电路,其中,所述第二移位寄存器(4)使用第二时钟信号(CLK2)同步,所述第二时钟信号(CLK2)通过TCLK1:TCLK2=n:1的方式产生。

3.  根据权利要求1或2所述的电路,其中,所述第一延迟单元(1)包含第一移位寄存器,所述第一移位寄存器的有效长度k通过第一控制值(p)可控。

4.  根据权利要求1-3中任一项所述的电路,其中,所述转换器(3)包括组合逻辑单元(5)。

5.  根据权利要求1-4中任一项所述的电路,其中,第二控制值(q)输入至所述转换器(3)的输入端,xt_k-1输出和xt_k输出之间的界限m因此通过所述第二控制值(q)被限定和控制。

6.  根据权利要求3-5中任一项所述的电路,其中,所述电路包含产生和输出所述第一控制值(p)和所述第二控制值(q)的控制器件。

7.  根据权利要求1-6中任一项所述的电路,其中,所述第一延迟单元(1)将xt_k和xt_k-1传输至所述第二延迟单元(2)。

8.  根据权利要求1-7中任一项所述的电路,其中,所述第一时钟信号(CLK1)输入至所述第二移位寄存器(4)的输入端,所述第二移位寄存器(4)优选地配置为使得在所述第一时钟信号(CLK1)的每个上升边缘,将输入至导线1至n的逻辑值传送至 所述第二移位寄存器(4)。

9.  一种用于可控地延迟输入信号的方法,包含步骤:
将所述输入信号(PULS_IN)通过第一延迟单元(1)延迟第一时钟信号(CLK1)的k个周期以获得值xt_k,
其特征在于进一步包含步骤:
将所述值xt_k传输至转换器(3),
将值xt_k-1传输至转换器(3),xt_k-1为被延迟所述第一时钟信号(CLK1)的k-1个周期的所述输入信号(PULS_IN),
通过所述转换器(3)输出导线1至m上的所述值xt_k-1,其中1≤m≤n,
通过所述转换器(3)输出导线m+1至n上的所述值xt_k,
将输入至导线1至n的值传输至第二移位寄存器(4),以及
通过所述第二移位寄存器(4)将输入至导线1至n的值作为输出信号(PULS_OUT)连续地输出。

10.  一种用于研究样本的显微镜,所述显微镜包含用于照明所述样本的激光光源(5)和用于检测来自所述样本的检测光(7)的检测器件(8),
其中,第一控制信号(11)用于控制所述激光光源产生的照明激光束(6),第二控制信号(12)用于控制所述检测器件(8),所述第一控制信号(11)作为输入信号(PULS_IN)输入至根据权利要求1-8中任一项所述的电路,所述第二控制信号(12)由所述电路的所述输出信号(PULS_OUT)构成。

11.  一种用于控制显微镜的方法,所述显微镜具有激光光源(5)和检测器件(8),通过第一控制信号(11)控制所述激光光源(5),通过第二控制信号(12)控制所述检测器件(8),
通过使用根据权利要求9所述的方法将所述第一控制信号(11)可控地延迟以产生所述第二控制信号(12),将所述第一控制信号(11)作为输入信号(PULS_IN)输入至所述第一延迟单元(1),所述第二控制信号(12)由所述第二移位寄存器(4)的所述输出信号(PULS_OUT)构成。

说明书

说明书延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法
技术领域
本发明涉及一种用于可控地延迟输入信号的电路,一种用于可控地延迟输入信号的方法,一种显微镜和一种用于控制显微镜以研究物体的方法。 
背景技术
可控延迟电路在各个技术应用领域广为需求,以通过限定的方式将输入信号延迟作为控制值的函数。一个应用示例是共聚焦显微镜,其中,通过激光光源发射脉冲激光以照明待研究样本。来自样本的检测光通过检测器件被检测。激光光源产生的激光束的强度由第一控制信号控制。提供第二控制信号以控制检测器件。因为激光光源产生的激光束,例如通过激光束在待照明样本上的反射,或者通过发生荧光效应产生检测光束,故期待该检测光束在激光束的发射之后限定的延迟时间内到达检测器件。因此第二控制信号通常是第一控制信号的时间延迟。从第一控制信号产生第二控制信号要求用于可控地延迟输入信号的高分辨率可调的非常精确的电路。延迟时间通常在1至2纳秒量级。 
DE10 2009 055 993A1公开了一种这样的用于延迟显微镜的输入信号的电路。其首先通过第一延迟单元产生粗略延迟,然后通过第二延迟单元产生精细延迟。第二延迟单元由输出信号至两个移位寄存器的脉冲整形器组成。由这两个移位寄存器输出的信号通过双倍数据速率(DDR)触发器合并以产生和输出输出信号。 
现有技术中的已知电路的缺点在于:该电路构造较复杂,且可以调节延迟时间的分辨率(resolution)相对较低。尽管电路的分辨率可以通过提高第二延迟单元的移位寄存器的时钟速率而在一定极限内增加,但是电路的复杂度制约了时钟速率的任意提高。 
发明内容
因此本发明所基于的目的是配置和改进上文列举的这种电路和方法,使得实现具有高分辨率的输出信号的延迟的灵活的可调性,同时该电路和方法具有最简单可能的配置。进一步的目的是描述一种显微镜和一种用于控制显微镜的方法,实现具有高分辨率的输出信号的延迟的灵活的可调性,同时配置尽可能简单。 
为了实现上述目的,本发明提供了一种用于可控地延迟输入信号的电路,所述电路包括第一延迟单元和第二延迟单元,所述输入信号被输入至所述第一延迟单元,所述第一延迟单元将所述输入信号延迟第一时钟信号的k个周期以产生值xt_k,并将所述值xt_k传输至所述第二延迟单元,其中,所述第二延迟单元包括转换器和第二移位寄存器,所述转换器通过n个导线与所述第二移位寄存器连接,所述值xt_k和值xt_k-1输入至所述转换器,xt_k-1为被延迟所述第一时钟信号的k-1个周期的所述输入信号,所述转换器配置为使得值xt_k-1输入至导线1至m,值xt_k输入至导线m+1至n,其中1≤m≤n,以及所述第二移位寄存器将输入至导线1至n的值作为所述电路的输出信号连续地输出。 
本发明还提供了一种用于可控地延迟输入信号的方法,包含步骤:将所述输入信号通过第一延迟单元延迟第一时钟信号的k个周期以获得值xt_k,其特征在于进一步包含步骤:将所述值xt_k传输至转换器,将值xt_k-1传输至转换器,xt_k-1为被延迟所述第一时钟信号的k-1个周期的所述输入信号,通过所述转换器输出导线1至m上的所述值xt_k-1,其中1≤m≤n,通过所述转换器输出导线m+1至n上的所述值xt_k,将输入至导线1至n的值传输至第二移位寄存器,以及通过所述第二移位寄存器将输入至导线1至n的值作为输出信号连续地输出。 
本发明还提供了一种用于研究样本的显微镜,所述显微镜包含用于照明所述样本的激光光源和用于检测来自所述样本的检测光的检测器件,其中,第一控制信号用于控制所述激光光源产生的照明激光束,第二控制信号用于控制所述检测器件,所述第一控制信号作为输入信号输入至根据本发明的电路,所述第二控制信号由所述电路的所述输出信号构成。 
本发明还提供了一种用于控制显微镜的方法,所述显微镜具有激光光源和检测器件,通过第一控制信号控制所述激光光源,通过第二控制信号控制所述检测器件,通过使用根据本发明的方法将所述第一控制信号可控地延迟以产生所述第二控制信号,将所述第一控制信号作为输入信号输入至所述第一延迟单元,所述第二控制信号由所述第二移位寄存器的所述输出信号构成。 
根据本发明首先已获知的是,提高电路延迟的分辨率的关键在于第二延迟单元的明显简化。根据本发明进一步已获知的是,通过第二延迟单元由以特别方式相互作用的转换器和第二移位寄存器构成的事实,第二延迟单元可以明显地被简化。转换器的功能在此可以说作为串并行转换器,第二移位寄存器作为串并行转换器使用。 
转换器和第二移位寄存器通过n个导线相互连接。应广义地理解术语“导线(lead)”。 将逻辑值或信号从转换器传输至第二移位寄存器的任何技术手段均可以看作是导线。 
值xt_k和值xt_k-1输入至转换器,xt_k为被延迟第一时钟信号的k个周期的输入信号,xt_k-1为被延迟第一时钟信号的k-1个周期的输入信号。转换器配置为使得值xt_k-1输入至导线1至m,值xt_k输入至导线m+1至n,其中1≤m≤n。m=n的例子涉及这样的事实:值xt_k-1输入至导线1至n,而值xt_k不在任何导线上输出。由于第一延迟单元和第二延迟单元相应的适配性,因此第二延迟单元可以产生等于第一时钟信号的一个周期的延迟。在第一延迟单元产生的移位与整个电路所期望的延迟精确地对应,这种情况是值得关注的。该配置也允许根据本发明的电路以及根据本发明的方法包括这种情况。 
因为m是较自由地可限定的界限,故显而易见地,转换器也可以配置为使得值xt_k-1输入至导线1至m-1,值xt_k输入至导线m至n。在此同样地,1≤m≤n。通过第二延迟单元产生的零移位的情况在该实施例中视为m=1的例子。需指出的是,该实施例也包括在下述特征。 
由于第二移位寄存器,输入至导线1至n的值作为电路的输出信号连续地输出,从而被再次转换为串行值流。根据本发明的转换器和第二移位器之间的交互的结果是,第二延迟单元可以较高分辨率对值xt_k和值xt_k-1之间的“界限”进行移位。因此有可能影响输出信号,使得在电路的输出端产生的输出信号以1:n的时间分辨率存在于被延迟第一时钟信号的k个周期的输入信号和被延迟第一时钟信号的k-1个周期的输入信号之间。这允许比现有技术的电路明显更高的分辨率得以实现。 
结果是,根据本发明的电路和根据本发明的方法,可以使用第一延迟单元设置“粗略”延迟,即输入信号可以以较粗略的时间间隔被延迟且跨过较宽的范围。第二延迟单元用于“精细”延迟,即以1:n的时间分辨率得到使用第一延迟单元可实现的两个延迟之间的延迟。根据本发明的电路和根据本发明的方法,因此有可能实现可控延迟的灵活的可调性和高时间分辨率。分辨率现在仅取决于移位寄存器的宽度和移位寄存器的移位操作的速度。因此可以显著提高整个电路的分辨率。 
第二移位寄存器优选地使用第二时钟信号进行时钟同步。为了同步第二移位寄存器的移位操作和第一延迟单元的延迟,第二移位寄存器使用第二时钟信号同步,第二时钟信号通过第一时钟信号的周期长度TCLK1与第二时钟信号的周期长度的TCLK2的比等于第二移位寄存器的宽度的方式产生。从频率的角度而言,第二时钟信号通过第一时钟信号的频率fCLK1和第二时钟信号的频率fCLK2的比等于1和第二移位寄存器的宽度的比的方式产生。这可以表述为: 
TCLK1:TCLK2=n:1或者 
fCLK1:fCLK2=1:n, 
其中频率fCLK1和fCLK2为各自周期长度的倒数。一方面第二时钟信号通过乘以第一时钟信号的频率产生,另一方面第一时钟信号可以通过第二时钟信号的时钟分频(division)产生。进一步可选地,第一时钟信号和第二时钟信号可以基于第三时钟信号产生。用于产生这两种时钟信号的方法和电路从现有技术中充分已知。 
第一延迟单元优选地由第一移位寄存器组成,第一移位寄存器的有效长度k可以通过第一控制值控制。如同普通的移位寄存器,在每个活动的(通常为上升的)时钟边缘,该可变移位寄存器将输入至输入端的输入信号在移位寄存器存储器内移位一个位置。然而,在可变移位寄存器的情况中,经过固定次数的移位操作后,延迟的输入信号不会被输出。相反,可变移位寄存器的有效长度可以被控制,使得耦合出移位寄存器的移位寄存器存储器的位可以通过第一控制值限定。通过这种方式,时钟周期和最大数目的时钟周期(由第一移位寄存器的最大长度限定)之间的延迟时间可以被设置为第一控制值的函数。因此可以实现输入信号的粗略延迟。 
在转换器的优选实施例中,转换器由组合逻辑单元构成,即使用逻辑门限定转换器的各个输出端的xt_k-1输出或xt_k输出。转换器的这种配置允许具有低内部延迟时间的快速电路得以实现。 
转换器优选地通过第二控制值控制,xt_k-1输出和xt_k输出之间的界限m因此通过第二控制值被限定和控制。显而易见地,转换器的上述功能通过对控制值和转换器的结构的熟练的调谐是可实现的。 
当转换器配置为组合逻辑单元时,第二控制值的位可以直接控制组合逻辑单元的门。可以通过一位第二控制值的一个逻辑值选择xt_k-1输出,以及可以通过该位的另一个逻辑值选择xt_k输出。通过第二控制值的第一配置,转换器可以以很简单的方式实现。但是,第二控制值必须具有n位宽度。 
在第二控制值的第二实施例中,在组合逻辑单元之前可以设置解码器电路,解码器电路将通过第二控制值限定的m解码为用于门的合适的逻辑值。解码器电路接着将对所有设置用于导线1至m的门输出用于xt_k-1输出的逻辑值。相应地,设置用于导线m+1至n的门将被赋予另一个逻辑值用于输出xt_k。结果是,第二控制值不需要具有n位宽度,而是可以具有更小的宽度,例如二进制数。 
如果转换器配置为使得值xt_k-1输出到导线1至m-1上,值xt_k输出到导线m至n上, 则进行相应的考虑。 
此外,电路优选地包含产生第一控制值和第二控制值以及将第一控制值和第二控制值分别输出至第一延迟单元和第二延迟单元的控制器件。控制器件可以包括关于必须选择哪个值以实现指定的延迟时间的必备“知识”。该知识包括,例如,第一时钟信号和第二时钟信号的周期长度,或者第二移位寄存器的宽度n。这允许,例如,用户或控制计算机确定延迟时间而不必知道需要如何选择第一控制值和第二控制值。控制器件可以从指定的延迟时间中计算出正确的控制值,并且将这些控制值分别输出至第一延迟单元和第二延迟单元。 
在根据本发明的电路的优选实施例中,第一延迟单元配置为将xt_k和xt_k-1均传输至第二延迟单元。这可以通过除了输出被延迟第一时钟信号的k个周期的输入信号,还输出被延迟第一时钟信号的k-1个周期的输入信号来容易地实现。因为在任何情况下两个值均输入至第一延迟单元中,故将其输出至第二延迟单元通常是易于实现的。 
在第一延迟单元中输出两个延迟值是不可能的,但是,仍然使用第一延迟单元。在这些情况下,第一延迟单元可以仅将xt_k-1传输至第二延迟单元,而第二延迟值xt_k由第二延迟单元产生。传输至第二延迟单元的信号接着在第二延迟单元内被进一步延迟第一时钟信号的一个周期,由此产生xt_k。因此xt_k和xt_k-1均再次在第二延迟单元中可获得。可选地,在第二延迟单元之前可以设置单独的延迟元件用于产生xt_k-1。 
为避免在第二移位寄存器的输入端输入未限定的电平,第二移位寄存器可以具有触发输入端,第一时钟信号优选地输入至触发输入端。第二移位寄存器可以响应触发输入端的信号使得在信号的上升或下降边缘,输入至导线1至n的逻辑值被传输至第二移位寄存器的存储器位置。 
关于本发明的一方面,根据本发明的电路用于显微镜。例如在申请人的DE10 2009055 993A1中,公开一种原理上适合重新配置用于根据本发明的电路的显微镜。在这种情况下使用根据本发明的电路以通过延迟第一控制信号得到第二控制信号。第一控制信号构成电路的输入信号,第二控制信号由电路的输出信号构成。关于这种装置的具体配置,请读者参考前述文献,这里明显地引用了前述文件的内容。 
根据本发明的电路可以特别地以可编程模块如现场可编程门阵列(FPGA)的方式实现。 
存在各种途径有利地具体化和进一步开发本发明的教导。为了该目的,读者一方面参考本发明的权利要求,另一方面参考结合附图的本发明的优选的示例性实施例的说 明。结合参考附图的本发明的优选的示例性实施例的说明,将对一般优选的实施例和教导的进一步开发给出说明。 
附图说明
图1为根据本发明的电路的示例性实施例的框图,该电路具有第一延迟单元和第二延迟单元; 
图2示意性地描述用于根据图1的示例性实施例的转换器的操作方式;以及 
图3为根据本发明的具有根据本发明的电路的显微镜的框图。 
部件列表 
1         第一延迟单元 
2         第二延迟单元 
3         转换器 
4         第二移位寄存器 
5         激光光源 
6         照明激光束 
7         检测光 
8         检测器件 
9         测量系统 
10        测量信号 
11        第一控制信号 
12        第二控制信号 
13        控制单元 
14        延迟计算单元 
15        时钟产生器 
PULS_IN   输入信号 
PULS_OUT  输出信号 
k         第一移位寄存器的有效长度 
m          xt_k-1输出和xt_k输出之间的界限 
n         第二移位寄存器的宽度 
p         第一控制值 
q         第二控制值 
w         总延迟时间 
具体实施方式
图1为根据本发明的电路的示例性实施例的框图,该电路具有第一延迟单元1和第二延迟单元2。输入信号PULS_IN被输入第一延迟单元1并基于第一控制值p被延迟。第一延迟单元1具体化为可变移位寄存器,第一延迟单元1的有效长度k受第一控制值p影响。具体是指,第一控制值p控制移位寄存器的深度,延迟的输入信号以该深度输出。输入信号PULS_IN为脉冲序列或在高电平和低电平之间切换的逻辑信号,输入信号PULS_IN的间隔时间由第一时钟信号CLK1限定。因此第一延迟单元1由第一时钟信号CLK1时钟同步,且在第一时钟信号CLK1的每个上升边缘,第一延迟单元1将输入信号PULS_IN在移位寄存器存储器内移位一个位置。 
第一延迟单元1将值xt_k和xt_k-1传输至第二延迟单元2。这些值从第一移位寄存器的第k个位置和第k-1个位置获得。因此通过将输入信号PULS_IN延迟第一时钟信号CLK1的k-1个周期产生值xt_k-1,以及通过将输入信号PULS_IN延迟第一时钟信号CLK1的k个周期产生值xt_k。 
在第二延迟单元2中,转换器3接收两个值xt_k和xt_k-1。转换器3的功能性原理将参考图2详细说明。转换器3包括可能受第二控制值q影响的组合逻辑单元。作为第二控制值q的函数,值xt_k-1在输出端1至m输出,以及值xt_k在输出端m+1至n输出。在一个特别简单的实施例中,第二控制值具有n位的宽度,且每当第二控制值q的位置i的比特等于逻辑0时,值xt_k-1在转换器的输出端i输出。反之,在第二控制值q的第i位为逻辑1的情况下,值xt_k在转换器的输出端i输出。因为在这种模式中第二控制值q必须包括很多位,也可以想到的是,由二进制数构成的第二控制值q通过任选的解码器电路(图2中未示出)转换为用于组合逻辑单元的对应的合适的逻辑值。 
输入至转换器3的输出端1至n的逻辑值被传送至将转换器3连接至第二移位寄存器4的导线1至n上。因此由转换器3产生的值xt_k和xt_k-1分别输入至第二移位寄存器4的n个输入端。第二移位寄存器4包括触发输入端和时钟输入端,第一时钟信号CLK1输入至触发输入端,以及第二时钟信号CLK2输入至时钟输入端。使用触发输入端使得在所施加的时钟信号的上升边缘,输入至输入端1至n的逻辑值被传送至第二移位寄存器4内的移位寄存器存储器(未示出)。存储在移位寄存器存储器中的值通过输入至时 钟输入端的时钟信号被连续地输出。在第二时钟信号CLK2的每个上升边缘,发生从移位寄存器存储器的当前存储器位置到下一个存储器位置的切换,以便存储在移位寄存器存储器中的所有值逐渐地经由第二移位寄存器4的输出端输出。第二移位寄存器的输出信号同时构成第二延迟单元2的输出信号,以及因而整个电路的输出信号PULS_OUT。 
第二时钟信号CLK2通过这种方式产生:第二时钟信号CLK2的频率为第一时钟信号CLK1的n倍。故: 
fCLK1:fCLK2=1:n, 
其中,fCLK1为第一时钟信号CLK1的频率,fCLK2为第二时钟信号CLK2的频率,频率fCLK1和fCLK2假设为各自周期长度TCLK1和TCLK2的倒数。 
图3示出根据本发明的具有根据本发明的电路的显微镜。根据本发明的包括其基本线路元件的电路通过虚线包围。除了该电路之外,根据本发明的显微镜还包含产生照明激光束6用于照明样本(未示出)的激光光源5。照明激光束6在样本中产生源自照明激光束6的检测光7,例如作为样品的荧光的结果。检测光7行进至检测器件8,检测器件8从检测光产生检测信号。检测器件8连接至测量系统9,测量系统9从检测信号产生并且输出测量信号10。 
电路(包括线路元件)包括根据图1的第一延迟单元1和第二延迟单元2,控制单元13,延迟计算单元14和时钟产生器15。由控制单元13产生的输入信号PULS_IN施加至第一延迟单元1的输入端。 
延迟计算单元14接收总延迟时间w作为输入值,延迟计算单元14通过总延迟时间w计算第一延迟单元1和第二延迟单元2的第一控制值p和第二控制值q。为了该目的,延迟计算单元14“知道”电路的参数以便可以正确地计算控制值p和q。参数为:第一延迟单元的移位寄存器存储器的宽度、第二移位寄存器4的宽度n、第一时钟信号CLK1的频率。两个控制值p和q被传输至第一延迟单元1和第二延迟单元2的相应的输入端。 
时钟产生器15产生第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2,所产生的第二时钟信号CLK2的频率为第一时钟信号CLK1的n倍。第一时钟信号CLK1传输至第一延迟单元1的时钟输入端和第二延迟单元2的触发输入端。第二时钟信号CLK2施加至第二延迟单元2的时钟输入端。 
激光光源5由第一控制信号11控制,检测器件8由第二控制信号12控制。第一控制信号11由控制单元13产生的脉冲序列构成,并被作为输入信号PULS_IN传输至第一延迟单元1。第二控制信号12由通过根据本发明的电路延迟第一控制信号11产生, 该延迟由输入至延迟计算单元14的总延迟时间w限定。 
为避免重复,关于根据本发明的装置的另外的有利的实施例,请参考上述描述。 
最后,需明确指出的是,以上描述的根据本发明的电路和根据本发明的方法的示例性实施例仅仅用于说明所请求保护的权利要求,但并不将其限于示例性实施例。 

延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法.pdf_第1页
第1页 / 共12页
延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法.pdf_第2页
第2页 / 共12页
延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法.pdf_第3页
第3页 / 共12页
点击查看更多>>
资源描述

《延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法.pdf(12页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103427805 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103427805 A *CN103427805A* (21)申请号 201310181159.3 (22)申请日 2013.05.16 102012208306.5 2012.05.16 DE 102012215995.9 2012.09.10 DE H03K 5/13(2006.01) G02B 21/00(2006.01) (71)申请人 莱卡微系统 CMS 有限责任公司 地址 德国威茨勒 (72)发明人 索尔斯腾科斯特 (74)专利代理机构 北京清亦华知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 )。

2、 11201 代理人 宋融冰 (54) 发明名称 延迟输入信号的电路和方法 , 显微镜和控制 其的方法 (57) 摘要 本发明提供延迟输入信号的电路和方法, 显 微镜和控制其的方法。该电路包括第一延迟单元 (1) 和第二延迟单元 (2), 输入信号被输入至第一 延迟单元(1), 第一延迟单元(1)将输入信号延迟 第一时钟信号的k个周期以产生值xt_k, 并将值xt_ k传输至第二延迟单元 (2)。第二延迟单元 (2) 包 括转换器 (3) 和第二移位寄存器 (4), 转换器 (3) 通过 n 个导线与第二移位寄存器 (4) 连接 ; 值 xt_ k和值 xt_k-1输入至转换器 (3), xt。

3、_k-1为被延迟第 一时钟信号的k-1个周期的输入信号 ; 转换器(3) 配置为使得值xt_k-1输入至导线1至m, 值xt_k输入 至导线 m+1 至 n, 其中 1 m n ; 第二移位寄存 器 (4) 将输入至导线 1 至 n 的值作为电路的输出 信号连续地输出。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 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7页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103427805 A CN 103427805 A *CN103427805A* 1/2 页 2 1. 一种。

4、用于可控地延迟输入信号的电路, 所述电路包括第一延迟单元 (1) 和第二延迟 单元(2), 所述输入信号(PULS_IN)被输入至所述第一延迟单元(1), 所述第一延迟单元(1) 将所述输入信号 (PULS_IN) 延迟第一时钟信号 (CLK1) 的 k 个周期以产生值 xt_k, 并将所述 值 xt_k传输至所述第二延迟单元 (2), 其中, 所述第二延迟单元 (2) 包括转换器 (3) 和第二移位寄存器 (4), 所述转换器 (3) 通过 n 个导线与所述第二移位寄存器 (4) 连接, 所述值 xt_k和值 xt_k-1输入至所述转换器 (3), xt_k-1为被延迟所述第一时钟信号 (C。

5、LK1) 的 k-1 个周期的所述输入信号 (PULS_IN), 所述转换器 (3) 配置为使得值 xt_k-1输入至导线 1 至 m, 值 xt_k输入至导线 m+1 至 n, 其 中 1 m n, 以及 所述第二移位寄存器 (4) 将输入至导线 1 至 n 的值作为所述电路的输出信号 (PULS_ OUT) 连续地输出。 2. 根据权利要求 1 所述的电路, 其中, 所述第二移位寄存器 (4) 使用第二时钟信号 (CLK2) 同步, 所述第二时钟信号 (CLK2) 通过 TCLK1:TCLK2 n:1 的方式产生。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的电路, 其中, 所述第一延迟单元 (。

6、1) 包含第一移位寄存 器, 所述第一移位寄存器的有效长度 k 通过第一控制值 (p) 可控。 4. 根据权利要求 1-3 中任一项所述的电路, 其中, 所述转换器 (3) 包括组合逻辑单元 (5)。 5. 根据权利要求 1-4 中任一项所述的电路, 其中, 第二控制值 (q) 输入至所述转换器 (3) 的输入端, xt_k-1输出和 xt_k输出之间的界限 m 因此通过所述第二控制值 (q) 被限定和 控制。 6. 根据权利要求 3-5 中任一项所述的电路, 其中, 所述电路包含产生和输出所述第一 控制值 (p) 和所述第二控制值 (q) 的控制器件。 7. 根据权利要求 1-6 中任一项所。

7、述的电路, 其中, 所述第一延迟单元 (1) 将 xt_k和 xt_ k-1传输至所述第二延迟单元 (2)。 8. 根据权利要求 1-7 中任一项所述的电路, 其中, 所述第一时钟信号 (CLK1) 输入至所 述第二移位寄存器 (4) 的输入端, 所述第二移位寄存器 (4) 优选地配置为使得在所述第一 时钟信号 (CLK1) 的每个上升边缘, 将输入至导线 1 至 n 的逻辑值传送至所述第二移位寄存 器 (4)。 9. 一种用于可控地延迟输入信号的方法, 包含步骤 : 将所述输入信号 (PULS_IN) 通过第一延迟单元 (1) 延迟第一时钟信号 (CLK1) 的 k 个 周期以获得值 xt_。

8、k, 其特征在于进一步包含步骤 : 将所述值 xt_k传输至转换器 (3), 将值 xt_k-1传输至转换器 (3), xt_k-1为被延迟所述第一时钟信号 (CLK1) 的 k-1 个周期 的所述输入信号 (PULS_IN), 通过所述转换器 (3) 输出导线 1 至 m 上的所述值 xt_k-1, 其中 1 m n, 通过所述转换器 (3) 输出导线 m+1 至 n 上的所述值 xt_k, 将输入至导线 1 至 n 的值传输至第二移位寄存器 (4), 以及 权 利 要 求 书 CN 103427805 A 2 2/2 页 3 通过所述第二移位寄存器 (4) 将输入至导线 1 至 n 的值作。

9、为输出信号 (PULS_OUT) 连 续地输出。 10. 一种用于研究样本的显微镜, 所述显微镜包含用于照明所述样本的激光光源 (5) 和用于检测来自所述样本的检测光 (7) 的检测器件 (8), 其中, 第一控制信号 (11) 用于控制所述激光光源产生的照明激光束 (6), 第二控制信 号(12)用于控制所述检测器件(8), 所述第一控制信号(11)作为输入信号(PULS_IN)输入 至根据权利要求1-8中任一项所述的电路, 所述第二控制信号(12)由所述电路的所述输出 信号 (PULS_OUT) 构成。 11. 一种用于控制显微镜的方法, 所述显微镜具有激光光源 (5) 和检测器件 (8)。

10、, 通 过第一控制信号 (11) 控制所述激光光源 (5), 通过第二控制信号 (12) 控制所述检测器件 (8), 通过使用根据权利要求 9 所述的方法将所述第一控制信号 (11) 可控地延迟以产生所 述第二控制信号(12), 将所述第一控制信号(11)作为输入信号(PULS_IN)输入至所述第一 延迟单元 (1), 所述第二控制信号 (12) 由所述第二移位寄存器 (4) 的所述输出信号 (PULS_ OUT) 构成。 权 利 要 求 书 CN 103427805 A 3 1/7 页 4 延迟输入信号的电路和方法 , 显微镜和控制其的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于可控地延迟输。

11、入信号的电路, 一种用于可控地延迟输入信号 的方法, 一种显微镜和一种用于控制显微镜以研究物体的方法。 背景技术 0002 可控延迟电路在各个技术应用领域广为需求, 以通过限定的方式将输入信号延迟 作为控制值的函数。 一个应用示例是共聚焦显微镜, 其中, 通过激光光源发射脉冲激光以照 明待研究样本。来自样本的检测光通过检测器件被检测。激光光源产生的激光束的强度由 第一控制信号控制。提供第二控制信号以控制检测器件。因为激光光源产生的激光束, 例 如通过激光束在待照明样本上的反射, 或者通过发生荧光效应产生检测光束, 故期待该检 测光束在激光束的发射之后限定的延迟时间内到达检测器件。 因此第二控制。

12、信号通常是第 一控制信号的时间延迟。 从第一控制信号产生第二控制信号要求用于可控地延迟输入信号 的高分辨率可调的非常精确的电路。延迟时间通常在 1 至 2 纳秒量级。 0003 DE10 2009 055 993A1 公开了一种这样的用于延迟显微镜的输入信号的电路。其 首先通过第一延迟单元产生粗略延迟, 然后通过第二延迟单元产生精细延迟。第二延迟单 元由输出信号至两个移位寄存器的脉冲整形器组成。 由这两个移位寄存器输出的信号通过 双倍数据速率 (DDR) 触发器合并以产生和输出输出信号。 0004 现有技术中的已知电路的缺点在于 : 该电路构造较复杂, 且可以调节延迟时间的 分辨率 (reso。

13、lution) 相对较低。尽管电路的分辨率可以通过提高第二延迟单元的移位寄 存器的时钟速率而在一定极限内增加, 但是电路的复杂度制约了时钟速率的任意提高。 发明内容 0005 因此本发明所基于的目的是配置和改进上文列举的这种电路和方法, 使得实现具 有高分辨率的输出信号的延迟的灵活的可调性, 同时该电路和方法具有最简单可能的配 置。进一步的目的是描述一种显微镜和一种用于控制显微镜的方法, 实现具有高分辨率的 输出信号的延迟的灵活的可调性, 同时配置尽可能简单。 0006 为了实现上述目的, 本发明提供了一种用于可控地延迟输入信号的电路, 所述电 路包括第一延迟单元和第二延迟单元, 所述输入信号。

14、被输入至所述第一延迟单元, 所述第 一延迟单元将所述输入信号延迟第一时钟信号的k个周期以产生值xt_k, 并将所述值xt_k传 输至所述第二延迟单元, 其中, 所述第二延迟单元包括转换器和第二移位寄存器, 所述转换 器通过 n 个导线与所述第二移位寄存器连接, 所述值 xt_k和值 xt_k-1输入至所述转换器, xt_ k-1为被延迟所述第一时钟信号的k-1个周期的所述输入信号, 所述转换器配置为使得值xt_ k-1输入至导线 1 至 m, 值 xt_k输入至导线 m+1 至 n, 其中 1 m n, 以及所述第二移位寄存 器将输入至导线 1 至 n 的值作为所述电路的输出信号连续地输出。 。

15、0007 本发明还提供了一种用于可控地延迟输入信号的方法, 包含步骤 : 将所述输入信 号通过第一延迟单元延迟第一时钟信号的 k 个周期以获得值 xt_k, 其特征在于进一步包含 说 明 书 CN 103427805 A 4 2/7 页 5 步骤 : 将所述值 xt_k传输至转换器, 将值 xt_k-1传输至转换器, xt_k-1为被延迟所述第一时钟 信号的k-1个周期的所述输入信号, 通过所述转换器输出导线1至m上的所述值xt_k-1, 其中 1 m n, 通过所述转换器输出导线 m+1 至 n 上的所述值 xt_k, 将输入至导线 1 至 n 的值传 输至第二移位寄存器, 以及通过所述第二。

16、移位寄存器将输入至导线 1 至 n 的值作为输出信 号连续地输出。 0008 本发明还提供了一种用于研究样本的显微镜, 所述显微镜包含用于照明所述样本 的激光光源和用于检测来自所述样本的检测光的检测器件, 其中, 第一控制信号用于控制 所述激光光源产生的照明激光束, 第二控制信号用于控制所述检测器件, 所述第一控制信 号作为输入信号输入至根据本发明的电路, 所述第二控制信号由所述电路的所述输出信号 构成。 0009 本发明还提供了一种用于控制显微镜的方法, 所述显微镜具有激光光源和检测器 件, 通过第一控制信号控制所述激光光源, 通过第二控制信号控制所述检测器件, 通过使用 根据本发明的方法将。

17、所述第一控制信号可控地延迟以产生所述第二控制信号, 将所述第一 控制信号作为输入信号输入至所述第一延迟单元, 所述第二控制信号由所述第二移位寄存 器的所述输出信号构成。 0010 根据本发明首先已获知的是, 提高电路延迟的分辨率的关键在于第二延迟单元的 明显简化。根据本发明进一步已获知的是, 通过第二延迟单元由以特别方式相互作用的转 换器和第二移位寄存器构成的事实, 第二延迟单元可以明显地被简化。转换器的功能在此 可以说作为串并行转换器, 第二移位寄存器作为串并行转换器使用。 0011 转换器和第二移位寄存器通过 n 个导线相互连接。应广义地理解术语 “导线 (lead)” 。 将逻辑值或信号。

18、从转换器传输至第二移位寄存器的任何技术手段均可以看作是 导线。 0012 值 xt_k和值 xt_k-1输入至转换器, xt_k为被延迟第一时钟信号的 k 个周期的输入信 号, xt_k-1为被延迟第一时钟信号的 k-1 个周期的输入信号。转换器配置为使得值 xt_k-1输入 至导线 1 至 m, 值 xt_k输入至导线 m+1 至 n, 其中 1 m n。m n 的例子涉及这样的事实 : 值xt_k-1输入至导线1至n, 而值xt_k不在任何导线上输出。 由于第一延迟单元和第二延迟单 元相应的适配性, 因此第二延迟单元可以产生等于第一时钟信号的一个周期的延迟。在第 一延迟单元产生的移位与整个。

19、电路所期望的延迟精确地对应, 这种情况是值得关注的。该 配置也允许根据本发明的电路以及根据本发明的方法包括这种情况。 0013 因为 m 是较自由地可限定的界限, 故显而易见地, 转换器也可以配置为使得值 xt_ k-1输入至导线 1 至 m-1, 值 xt_k输入至导线 m 至 n。在此同样地, 1 m n。通过第二延迟 单元产生的零移位的情况在该实施例中视为 m 1 的例子。需指出的是, 该实施例也包括 在下述特征。 0014 由于第二移位寄存器, 输入至导线1至n的值作为电路的输出信号连续地输出, 从 而被再次转换为串行值流。根据本发明的转换器和第二移位器之间的交互的结果是, 第二 延迟。

20、单元可以较高分辨率对值 xt_k和值 xt_k-1之间的 “界限” 进行移位。因此有可能影响输 出信号, 使得在电路的输出端产生的输出信号以 1:n 的时间分辨率存在于被延迟第一时钟 信号的 k 个周期的输入信号和被延迟第一时钟信号的 k-1 个周期的输入信号之间。这允许 比现有技术的电路明显更高的分辨率得以实现。 说 明 书 CN 103427805 A 5 3/7 页 6 0015 结果是, 根据本发明的电路和根据本发明的方法, 可以使用第一延迟单元设置 “粗 略” 延迟, 即输入信号可以以较粗略的时间间隔被延迟且跨过较宽的范围。 第二延迟单元用 于 “精细” 延迟, 即以 1:n 的时间。

21、分辨率得到使用第一延迟单元可实现的两个延迟之间的延 迟。根据本发明的电路和根据本发明的方法, 因此有可能实现可控延迟的灵活的可调性和 高时间分辨率。分辨率现在仅取决于移位寄存器的宽度和移位寄存器的移位操作的速度。 因此可以显著提高整个电路的分辨率。 0016 第二移位寄存器优选地使用第二时钟信号进行时钟同步。 为了同步第二移位寄存 器的移位操作和第一延迟单元的延迟, 第二移位寄存器使用第二时钟信号同步, 第二时钟 信号通过第一时钟信号的周期长度 TCLK1与第二时钟信号的周期长度的 TCLK2的比等于第二 移位寄存器的宽度的方式产生。从频率的角度而言, 第二时钟信号通过第一时钟信号的频 率 f。

22、CLK1和第二时钟信号的频率 fCLK2的比等于 1 和第二移位寄存器的宽度的比的方式产生。 这可以表述为 : 0017 TCLK1:TCLK2 n:1 或者 0018 fCLK1:fCLK2 1:n, 0019 其中频率 fCLK1和 fCLK2为各自周期长度的倒数。一方面第二时钟信号通过乘以 第一时钟信号的频率产生, 另一方面第一时钟信号可以通过第二时钟信号的时钟分频 (division) 产生。进一步可选地, 第一时钟信号和第二时钟信号可以基于第三时钟信号产 生。用于产生这两种时钟信号的方法和电路从现有技术中充分已知。 0020 第一延迟单元优选地由第一移位寄存器组成, 第一移位寄存器的。

23、有效长度 k 可以 通过第一控制值控制。如同普通的移位寄存器, 在每个活动的 ( 通常为上升的 ) 时钟边缘, 该可变移位寄存器将输入至输入端的输入信号在移位寄存器存储器内移位一个位置。然 而, 在可变移位寄存器的情况中, 经过固定次数的移位操作后, 延迟的输入信号不会被输 出。 相反, 可变移位寄存器的有效长度可以被控制, 使得耦合出移位寄存器的移位寄存器存 储器的位可以通过第一控制值限定。通过这种方式, 时钟周期和最大数目的时钟周期 ( 由 第一移位寄存器的最大长度限定 ) 之间的延迟时间可以被设置为第一控制值的函数。因此 可以实现输入信号的粗略延迟。 0021 在转换器的优选实施例中, 。

24、转换器由组合逻辑单元构成, 即使用逻辑门限定转换 器的各个输出端的 xt_k-1输出或 xt_k输出。转换器的这种配置允许具有低内部延迟时间的 快速电路得以实现。 0022 转换器优选地通过第二控制值控制, xt_k-1输出和 xt_k输出之间的界限 m 因此通过 第二控制值被限定和控制。显而易见地, 转换器的上述功能通过对控制值和转换器的结构 的熟练的调谐是可实现的。 0023 当转换器配置为组合逻辑单元时, 第二控制值的位可以直接控制组合逻辑单元的 门。可以通过一位第二控制值的一个逻辑值选择 xt_k-1输出, 以及可以通过该位的另一个逻 辑值选择 xt_k输出。通过第二控制值的第一配置,。

25、 转换器可以以很简单的方式实现。但是, 第二控制值必须具有 n 位宽度。 0024 在第二控制值的第二实施例中, 在组合逻辑单元之前可以设置解码器电路, 解码 器电路将通过第二控制值限定的 m 解码为用于门的合适的逻辑值。解码器电路接着将对所 有设置用于导线 1 至 m 的门输出用于 xt_k-1输出的逻辑值。相应地, 设置用于导线 m+1 至 n 说 明 书 CN 103427805 A 6 4/7 页 7 的门将被赋予另一个逻辑值用于输出 xt_k。结果是, 第二控制值不需要具有 n 位宽度, 而是 可以具有更小的宽度, 例如二进制数。 0025 如果转换器配置为使得值 xt_k-1输出到。

26、导线 1 至 m-1 上, 值 xt_k输出到导线 m 至 n 上, 则进行相应的考虑。 0026 此外, 电路优选地包含产生第一控制值和第二控制值以及将第一控制值和第二控 制值分别输出至第一延迟单元和第二延迟单元的控制器件。 控制器件可以包括关于必须选 择哪个值以实现指定的延迟时间的必备 “知识” 。 该知识包括, 例如, 第一时钟信号和第二时 钟信号的周期长度, 或者第二移位寄存器的宽度n。 这允许, 例如, 用户或控制计算机确定延 迟时间而不必知道需要如何选择第一控制值和第二控制值。 控制器件可以从指定的延迟时 间中计算出正确的控制值, 并且将这些控制值分别输出至第一延迟单元和第二延迟单。

27、元。 0027 在根据本发明的电路的优选实施例中, 第一延迟单元配置为将 xt_k和 xt_k-1均传输 至第二延迟单元。这可以通过除了输出被延迟第一时钟信号的 k 个周期的输入信号, 还输 出被延迟第一时钟信号的 k-1 个周期的输入信号来容易地实现。因为在任何情况下两个值 均输入至第一延迟单元中, 故将其输出至第二延迟单元通常是易于实现的。 0028 在第一延迟单元中输出两个延迟值是不可能的, 但是, 仍然使用第一延迟单元。 在 这些情况下, 第一延迟单元可以仅将 xt_k-1传输至第二延迟单元, 而第二延迟值 xt_k由第二 延迟单元产生。 传输至第二延迟单元的信号接着在第二延迟单元内被。

28、进一步延迟第一时钟 信号的一个周期, 由此产生 xt_k。因此 xt_k和 xt_k-1均再次在第二延迟单元中可获得。可选 地, 在第二延迟单元之前可以设置单独的延迟元件用于产生 xt_k-1。 0029 为避免在第二移位寄存器的输入端输入未限定的电平, 第二移位寄存器可以具有 触发输入端, 第一时钟信号优选地输入至触发输入端。第二移位寄存器可以响应触发输入 端的信号使得在信号的上升或下降边缘, 输入至导线 1 至 n 的逻辑值被传输至第二移位寄 存器的存储器位置。 0030 关于本发明的一方面, 根据本发明的电路用于显微镜。例如在申请人的 DE10 2009055 993A1中, 公开一种原。

29、理上适合重新配置用于根据本发明的电路的显微镜。 在这种 情况下使用根据本发明的电路以通过延迟第一控制信号得到第二控制信号。 第一控制信号 构成电路的输入信号, 第二控制信号由电路的输出信号构成。 关于这种装置的具体配置, 请 读者参考前述文献, 这里明显地引用了前述文件的内容。 0031 根据本发明的电路可以特别地以可编程模块如现场可编程门阵列 (FPGA) 的方式 实现。 0032 存在各种途径有利地具体化和进一步开发本发明的教导。为了该目的, 读者一方 面参考本发明的权利要求, 另一方面参考结合附图的本发明的优选的示例性实施例的说 明。结合参考附图的本发明的优选的示例性实施例的说明, 将对。

30、一般优选的实施例和教导 的进一步开发给出说明。 附图说明 0033 图 1 为根据本发明的电路的示例性实施例的框图, 该电路具有第一延迟单元和第 二延迟单元 ; 0034 图 2 示意性地描述用于根据图 1 的示例性实施例的转换器的操作方式 ; 以及 说 明 书 CN 103427805 A 7 5/7 页 8 0035 图 3 为根据本发明的具有根据本发明的电路的显微镜的框图。 0036 部件列表 0037 1 第一延迟单元 0038 2 第二延迟单元 0039 3 转换器 0040 4 第二移位寄存器 0041 5 激光光源 0042 6 照明激光束 0043 7 检测光 0044 8 检。

31、测器件 0045 9 测量系统 0046 10 测量信号 0047 11 第一控制信号 0048 12 第二控制信号 0049 13 控制单元 0050 14 延迟计算单元 0051 15 时钟产生器 0052 PULS_IN 输入信号 0053 PULS_OUT 输出信号 0054 k 第一移位寄存器的有效长度 0055 m xt_k-1输出和 xt_k输出之间的界限 0056 n 第二移位寄存器的宽度 0057 p 第一控制值 0058 q 第二控制值 0059 w 总延迟时间 具体实施方式 0060 图 1 为根据本发明的电路的示例性实施例的框图, 该电路具有第一延迟单元 1 和 第二延。

32、迟单元 2。输入信号 PULS_IN 被输入第一延迟单元 1 并基于第一控制值 p 被延迟。 第一延迟单元 1 具体化为可变移位寄存器, 第一延迟单元 1 的有效长度 k 受第一控制值 p 影响。具体是指, 第一控制值 p 控制移位寄存器的深度, 延迟的输入信号以该深度输出。输 入信号 PULS_IN 为脉冲序列或在高电平和低电平之间切换的逻辑信号, 输入信号 PULS_IN 的间隔时间由第一时钟信号 CLK1 限定。因此第一延迟单元 1 由第一时钟信号 CLK1 时钟同 步, 且在第一时钟信号 CLK1 的每个上升边缘, 第一延迟单元 1 将输入信号 PULS_IN 在移位 寄存器存储器内移。

33、位一个位置。 0061 第一延迟单元 1 将值 xt_k和 xt_k-1传输至第二延迟单元 2。这些值从第一移位寄 存器的第 k 个位置和第 k-1 个位置获得。因此通过将输入信号 PULS_IN 延迟第一时钟信号 CLK1 的 k-1 个周期产生值 xt_k-1, 以及通过将输入信号 PULS_IN 延迟第一时钟信号 CLK1 的 k 个周期产生值 xt_k。 说 明 书 CN 103427805 A 8 6/7 页 9 0062 在第二延迟单元 2 中, 转换器 3 接收两个值 xt_k和 xt_k-1。转换器 3 的功能性原理 将参考图 2 详细说明。转换器 3 包括可能受第二控制值 q。

34、 影响的组合逻辑单元。作为第二 控制值 q 的函数, 值 xt_k-1在输出端 1 至 m 输出, 以及值 xt_k在输出端 m+1 至 n 输出。在一 个特别简单的实施例中, 第二控制值具有 n 位的宽度, 且每当第二控制值 q 的位置 i 的比特 等于逻辑 0 时, 值 xt_k-1在转换器的输出端 i 输出。反之, 在第二控制值 q 的第 i 位为逻辑 1 的情况下, 值 xt_k在转换器的输出端 i 输出。因为在这种模式中第二控制值 q 必须包括很 多位, 也可以想到的是, 由二进制数构成的第二控制值 q 通过任选的解码器电路 ( 图 2 中未 示出 ) 转换为用于组合逻辑单元的对应的。

35、合适的逻辑值。 0063 输入至转换器 3 的输出端 1 至 n 的逻辑值被传送至将转换器 3 连接至第二移位寄 存器 4 的导线 1 至 n 上。因此由转换器 3 产生的值 xt_k和 xt_k-1分别输入至第二移位寄存 器 4 的 n 个输入端。第二移位寄存器 4 包括触发输入端和时钟输入端, 第一时钟信号 CLK1 输入至触发输入端, 以及第二时钟信号 CLK2 输入至时钟输入端。使用触发输入端使得在所 施加的时钟信号的上升边缘, 输入至输入端 1 至 n 的逻辑值被传送至第二移位寄存器 4 内 的移位寄存器存储器(未示出)。 存储在移位寄存器存储器中的值通过输入至时 钟输入端 的时钟信。

36、号被连续地输出。在第二时钟信号 CLK2 的每个上升边缘, 发生从移位寄存器存储 器的当前存储器位置到下一个存储器位置的切换, 以便存储在移位寄存器存储器中的所有 值逐渐地经由第二移位寄存器 4 的输出端输出。第二移位寄存器的输出信号同时构成第二 延迟单元 2 的输出信号, 以及因而整个电路的输出信号 PULS_OUT。 0064 第二时钟信号 CLK2 通过这种方式产生 : 第二时钟信号 CLK2 的频率为第一时钟信 号 CLK1 的 n 倍。故 : 0065 fCLK1:fCLK2 1:n, 0066 其中, fCLK1为第一时钟信号 CLK1 的频率, fCLK2为第二时钟信号 CLK2。

37、 的频率, 频率 fCLK1和 fCLK2假设为各自周期长度 TCLK1和 TCLK2的倒数。 0067 图 3 示出根据本发明的具有根据本发明的电路的显微镜。根据本发明的包括其基 本线路元件的电路通过虚线包围。除了该电路之外, 根据本发明的显微镜还包含产生照明 激光束 6 用于照明样本 ( 未示出 ) 的激光光源 5。照明激光束 6 在样本中产生源自照明激 光束 6 的检测光 7, 例如作为样品的荧光的结果。检测光 7 行进至检测器件 8, 检测器件 8 从检测光产生检测信号。 检测器件8连接至测量系统9, 测量系统9从检测信号产生并且输 出测量信号 10。 0068 电路(包括线路元件)包。

38、括根据图1的第一延迟单元1和第二延迟单元2, 控制单 元 13, 延迟计算单元 14 和时钟产生器 15。由控制单元 13 产生的输入信号 PULS_IN 施加至 第一延迟单元 1 的输入端。 0069 延迟计算单元 14 接收总延迟时间 w 作为输入值, 延迟计算单元 14 通过总延迟时 间 w 计算第一延迟单元 1 和第二延迟单元 2 的第一控制值 p 和第二控制值 q。为了该目的, 延迟计算单元 14 “知道” 电路的参数以便可以正确地计算控制值 p 和 q。参数为 : 第一延迟 单元的移位寄存器存储器的宽度、 第二移位寄存器 4 的宽度 n、 第一时钟信号 CLK1 的频率。 两个控制。

39、值 p 和 q 被传输至第一延迟单元 1 和第二延迟单元 2 的相应的输入端。 0070 时钟产生器 15 产生第一时钟信号 CLK1 和第二时钟信号 CLK2, 所产生的第二时钟 信号 CLK2 的频率为第一时钟信号 CLK1 的 n 倍。第一时钟信号 CLK1 传输至第一延迟单元 1 说 明 书 CN 103427805 A 9 7/7 页 10 的时钟输入端和第二延迟单元 2 的触发输入端。第二时钟信号 CLK2 施加至第二延迟单元 2 的时钟输入端。 0071 激光光源 5 由第一控制信号 11 控制, 检测器件 8 由第二控制信号 12 控制。第一 控制信号 11 由控制单元 13 。

40、产生的脉冲序列构成, 并被作为输入信号 PULS_IN 传输至第一 延迟单元 1。第二控制信号 12 由通过根据本发明的电路延迟第一控制信号 11 产生, 该延 迟由输入至延迟计算单元 14 的总延迟时间 w 限定。 0072 为避免重复, 关于根据本发明的装置的另外的有利的实施例, 请参考上述描述。 0073 最后, 需明确指出的是, 以上描述的根据本发明的电路和根据本发明的方法的示 例性实施例仅仅用于说明所请求保护的权利要求, 但并不将其限于示例性实施例。 说 明 书 CN 103427805 A 10 1/2 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103427805 A 11 2/2 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103427805 A 12 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 基本电子电路


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1