CN106908156B - 一种高速脉冲计数方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速脉冲计数方法，包括：将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；根据PC的测试指令对定时时间内的TC主信号进行计数以及获取分频信号，并通过预先存储的信号整合方法对TC主信号和分频信号处理得到脉冲信号的计数结果。本方法通过分频把窄脉冲变成宽脉冲，以及利用信号处理模块的计数功能，然后再分别读取每个分频的值，通过算法换算就可以达到对脉冲信号最终的计数功能。该方式无需使用晶振，因此，能降低高频信号对其它电路的干扰。另外，所用器件的成本较低，在空间使用上，有利于模块的小型化。本发明所公开的高速脉冲计数装置亦具有上述有益效果。

Description

一种高速脉冲计数方法及装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种高速脉冲计数方法及装置。
背景技术
PMT模块是指使用光电倍增管及相关电路形成的一种对弱光进行光子计数的模块，其输出为光脉冲(最高可达100M)。由于PMT模块输出的光脉冲速度高，随机性强，脉宽小等特点，使得对于后续的计数方法提出了非常高的要求。
基于这种情况，现有技术基本上都是使用FPGA或CPLD，成本比较高，操作难度大。更重要的是，由于使用FPGA，不可避免的需要增加晶振，一般为50兆或100兆的频率，这样就增加了高频信号对其它电路干扰的可能性。
由此可见，在对PMT模块输出的光脉冲进行计数的过程中，如何降低高频信号对其它电路干扰是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速脉冲计数方法及装置，用于在对PMT模块输出的光脉冲进行计数的过程中，降低高频信号对其它电路干扰。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高速脉冲计数方法，包括：
信号分频模块将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；
信号处理模块根据PC的测试指令对定时时间内的所述TC主信号进行计数以及获取所述分频信号，并通过预先存储的信号整合方法对所述TC主信号和所述分频信号处理得到所述脉冲信号的计数结果。
优选地，所述分频信号为16分频信号、8分频信号、4分频信号或2分频信号。
优选地，所述定时时间大于所述脉冲信号的周期。
优选地，还包括：
所述信号处理模块将所述计数结果输出至所述PC。
为解决上述技术问题，本发明提供还一种高速脉冲计数装置，包括：
信号分频模块，用于将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；
信号处理模块，用于根据PC的测试指令对定时时间内的所述TC主信号进行计数以及获取所述分频信号，并通过预先存储的信号整合方法得到所述脉冲信号的计数结果。
优选地，所述分频信号为16分频信号、8分频信号、4分频信号或2分频信号。
优选地，所述定时时间大于所述脉冲信号的周期。
优选地，所述信号处理模块具体包括：
分频信号输入单元，用于接收所述TC主信号和所述分频信号；
定时器，用于根据所述PC的测试指令包含的所述定时时间定时，并在所述定时间到达时，启动中断；
计数单元，用于在所述定时时间结束时，对所述定时时间内的所述TC主信号进行计数；
IO信号获取单元，用于获取所述分频信号；
信号处理单元，用于通过预先存储的信号整合方法对所述TC主信号和所述分频信号处理得到所述脉冲信号的计数结果。
优选地，所述信号处理模块还包括输出单元，用于将所述计数结果输出至所述PC。
优选地，还包括：用于为所述信号分频模块和所述信号处理模块提供电源支持的电源模块。
本发明所提供的高速脉冲计数方法，包括：信号分频模块将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；信号处理模块根据PC的测试指令对定时时间内的TC主信号进行计数以及获取分频信号，并通过预先存储的信号整合方法对TC主信号和分频信号处理得到脉冲信号的计数结果。本方法使用了间接的方式完成了具有高速与窄脉宽的脉冲信号的计数功能，通过分频把窄脉冲变成宽脉冲，以及利用信号处理模块的计数功能，然后再分别读取每个分频的值，通过算法换算就可以达到对脉冲信号最终的计数功能。该方式无需使用晶振，因此，在计数过程中，不会产生高频信号，也就能降低高频信号对其它电路的干扰，另外，所用器件的成本较低，在空间使用上，至少能减少一倍的板上空间，有利于模块的小型化。此外，本发明所提供的高速脉冲计数装置亦具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种高速脉冲计数方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种高速脉冲计数装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种高速脉冲计数方法及装置，用于在对PMT模块输出的光脉冲进行计数的过程中，降低高频信号对其它电路干扰。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种高速脉冲计数方法的流程图。如图1所示，高速脉冲计数方法包括：
S10：信号分频模块将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号。
信号分频模块的作用是对脉冲信号进行分频处理，将高速的信号，变成多路的信号处理模块可有效识别的低速信号，以保证有效的计数速度和效率。具体的，信号分频模块可以选用74ACT161。本发明中的TC主信号指的是对对脉冲信号的信号强弱的监测结果，分频信号主要是对脉冲信号的前后顺序进行编码处理的结果。
另外，分频信号可以为16分频信号、8分频信号、4分频信号或2分频信号。在具体实施中，优选的方式为8分频信号。
S11：信号处理模块根据PC的测试指令对定时时间内的TC主信号进行计数以及获取分频信号，并通过预先存储的信号整合方法对TC主信号和分频信号处理得到脉冲信号的计数结果。
需要说明的是，对于信号处理模块来说，需要预先存储对应的信号整合方法，这里的整合与电路中对于电信号的整流方法类似，该技术为本领域技术人员所熟知，因此本实施例不再赘述。信号处理模块可以选用STM32F103，经过测试，可完美实现零丢失的效率。
需要说明的是，定时时间需要依据脉冲信号的周期决定，可以与周期相同，但是作为优选的实施方式，定时时间大于脉冲信号的周期，例如定时时间为2.5秒，周期为1秒。由于定时时间大于脉冲信号的周期，因此，当定时时间到达时，还有部分脉冲信号的分频信号未被触发，因此，为了得到更准确地结果，还需要考虑这部分信号，以对得到的结果进行修正。
在具体实施中，需要对信号处理模块和信号分频模块提供合适的电源，由于信号处理模块和信号分频模块的类型不同，则需要提供的电源参数也不同，通常情况下电源模块可以电压转换模块，能够实现不同电压的转换，从而为信号处理模块和信号分频模块提供所需的电压。优选的，如果信号分频模块选用74ACT161，信号处理模块可以选用STM32F103，则电源模块就可以选用LM1117。
进一步的，通过信号处理模块可以得到脉冲信号的计数结果，为了达到可视化的目的，在上述步骤之后，还需要信号处理模块将计数结果输出至PC。
本实施例提供的高速脉冲计数方法，包括：信号分频模块将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；信号处理模块根据PC的测试指令对定时时间内的TC主信号进行计数以及获取分频信号，并通过预先存储的信号整合方法对TC主信号和分频信号处理得到脉冲信号的计数结果。本方法使用了间接的方式完成了具有高速与窄脉宽的脉冲信号的计数功能，通过分频把窄脉冲变成宽脉冲，以及利用信号处理模块的计数功能，然后再分别读取每个分频的值，通过算法换算就可以达到对脉冲信号最终的计数功能。该方式无需使用晶振，因此，在计数过程中，不会产生高频信号，也就能降低高频信号对其它电路的干扰，另外，所用器件的成本较低，在空间使用上，至少能减少一倍的板上空间，有利于模块的小型化。
在上述实施例的基础上，本发明还提供一种高速脉冲计数装置。由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。图2为本发明实施例提供的一种高速脉冲计数装置的结构图。如图2所示，包括：信号分频模块10，用于将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；
信号处理模块11，用于根据PC的测试指令对定时时间内的TC主信号进行计数以及获取分频信号，并通过预先存储的信号整合方法得到脉冲信号的计数结果。
作为优选的实施方式，分频信号为16分频信号、8分频信号、4分频信号或2分频信号。
作为优选的实施方式，定时时间大于脉冲信号的周期。
作为优选的实施方式，信号处理模块11具体包括：
分频信号输入单元110，用于接收TC主信号和分频信号；
定时器111，用于根据PC的测试指令包含的定时时间定时，并在定时间到达时，启动中断；
计数单元112，用于在定时时间结束时，对定时时间内的TC主信号进行计数；
IO信号获取单元113，用于获取分频信号；
信号处理单元114，用于通过预先存储的信号整合方法对TC主信号和分频信号处理得到脉冲信号的计数结果。
作为优选的实施方式，信号处理模块11还包括输出单元，用于将计数结果输出至PC。
作为优选的实施方式，还包括：用于为信号分频模块和信号处理模块提供电源支持的电源模块。
以上对本发明所提供的高速脉冲计数方法及装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种高速脉冲计数方法，其特征在于，包括：
信号分频模块将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；
信号处理模块根据PC的测试指令对定时时间内的所述TC主信号进行计数以及获取所述分频信号，并通过预先存储的信号整合方法对所述TC主信号和所述分频信号处理得到所述脉冲信号的计数结果；
所述TC主信号具体是对脉冲信号的信号强弱的监测结果；所述PC具体为个人计算机。
2.根据权利要求1所述的高速脉冲计数方法，其特征在于，所述分频信号为16分频信号、8分频信号、4分频信号或2分频信号。
3.根据权利要求1所述的高速脉冲计数方法，其特征在于，所述定时时间大于所述脉冲信号的周期。
4.根据权利要求1所述的高速脉冲计数方法，其特征在于，还包括：
所述信号处理模块将所述计数结果输出至所述PC。
5.一种高速脉冲计数装置，其特征在于，包括：
信号分频模块，用于将PMT模块输出的脉冲信号进行分频处理得到TC主信号和分频信号；
信号处理模块，用于根据PC的测试指令对定时时间内的所述TC主信号进行计数以及获取所述分频信号，并通过预先存储的信号整合方法得到所述脉冲信号的计数结果；
所述TC主信号具体是对脉冲信号的信号强弱的监测结果；所述PC具体为个人计算机。
6.根据权利要求5所述的高速脉冲计数装置，其特征在于，所述分频信号为16分频信号、8分频信号、4分频信号或2分频信号。
7.根据权利要求5所述的高速脉冲计数装置，其特征在于，所述定时时间大于所述脉冲信号的周期。
8.根据权利要求5所述的高速脉冲计数装置，其特征在于，所述信号处理模块具体包括：
分频信号输入单元，用于接收所述TC主信号和所述分频信号；
定时器，用于根据所述PC的测试指令包含的所述定时时间定时，并在所述定时间到达时，启动中断；
计数单元，用于在所述定时时间结束时，对所述定时时间内的所述TC主信号进行计数；
IO信号获取单元，用于获取所述分频信号；
信号处理单元，用于通过预先存储的信号整合方法对所述TC主信号和所述分频信号处理得到所述脉冲信号的计数结果。
9.根据权利要求8所述的高速脉冲计数装置，其特征在于，所述信号处理模块还包括输出单元，用于将所述计数结果输出至所述PC。
10.根据权利要求5所述的高速脉冲计数装置，其特征在于，还包括：用于为所述信号分频模块和所述信号处理模块提供电源支持的电源模块。
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