一种符合测量系统及方法
【技术领域】
[0001 ]本申请涉及符合测量技术领域，尤其涉及一种符合测量系统及方法。
【背景技术】
[0002]符合测量是一种多路并发事件检测的测量技术，它广泛的应用于核物理、宇宙射线以及量子光学等领域。在符合测量领域，特别在量子光学中，符合测量容易受到本底噪声、暗计数以及后脉冲等的影响，人们对符合测量精度提出了更高的要求。
[0003]目前基于FPGA(Field—Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)实现符合计数器的设计方法大部分采用的是外部芯片的可编程延迟线和FPGA内部采样来实现的，多路信号通过高速或门甄别出起始信号，然后通过可编程延迟线控制符合过程中的符合门宽，输出的符合门宽脉冲输入到FPGA用于处理，同时多路信号也输入到FPGA内，每路信号通过D触发器自采样或者通过与输入信号同步的高频时钟进行采样，如果这几个通道符合输出有效，表示检测到有效事件。
[0004]然而，基于可编程延迟线设计实现的符合计数器的符合门宽主要由延时芯片控制，由于延迟芯片的延时范围有限，因此用户对于符合门宽的可控范围也受到了限制，并且这种设计方法的符合测量精度取决于FPGA内部采样的时钟频率，而FPGA内部的时钟频率也有限，因此测量精度低，无法满足人们需求。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本申请提供了一种符合测量系统及方法，以克服现有技术中的符合计数器测量精度低，无法满足人们需求的问题。
[0006]为实现上述目的，本申请提供了以下技术方案:
[0007]—种符合测量系统，包括:
[0008]多路进位链锁存模块，用于对多路脉冲信号的数据进行进位链锁存以及编码；
[0009]多路编码纠错模块，用于对所述多路进位链锁存模块输出的编码进行编码纠错，得到多路纠错后的编码；
[0010]多路译码模块，用于将所述多路纠错后的编码进行译码，转换为时间信息；
[0011]起始信号甄别模块，用于根据所述多路编码纠错模块输出的信息甄别所述多路脉冲信号中的起始信号；
[0012]计数模块，用于记录所述起始信号与停止信号之间的粗计数值；
[0013]时间计算模块，用于当起始信号甄别模块在所述多路脉冲信号中甄别到起始信号后，根据所述计数模块记录的粗计数值和根据所述时间信息得到与所述粗计数值对应的细计数值，计算得到所述停止信号相对于所述起始信号的相对时间值；
[0014]符合测量模块，用于将所述相对时间值与设定的符合门宽进行比较，判断是否符合成功。
[0015]优选的，该系统还包括:脉宽整形模块，用于在所述多路脉冲信号进入所述多路进位链锁存模块之前进行脉宽整形。
[0016]优选的，所述编码纠错模块包括:逻辑操作模块和纠错模块，其中，
[0017]所述逻辑操作模块，用于将进位链锁存模块输出的符合起始条件的编码中具有冒泡性质的每一位本身与具有非冒泡性质的高于自己1位或若干位的数值进行逻辑或操作；
[0018]所述纠错模块，用于当所述逻辑操作模块进行逻辑或操作的结果为1时，纠正该位的编码为1。
[0019]优选的，所述译码模块具体用于采用二分求和法将所述纠错后的编码进行译码，转换为时间信息。
[0020]优选的，所述起始信号甄别模块包括第一甄别模块和第二甄别模块，其中，
[0021]所述第一甄别模块，用于当根据所述多路编码纠错模块输出的信息判断得到所述多路脉冲信号为周期信号时，将最先到达的脉冲信号作为起始信号，若在符合门宽内未检测到停止信号，则放弃此次测量，重新寻找下一个起始信号；
[0022]所述第二甄别模块，用于当根据所述多路编码纠错模块输出的信息判断得到所述多路脉冲信号为随机信号时，选取与其他通道间的相对延时和最小，且最先到达的脉冲信号作为起始信号。
[0023]优选的，所述时间计算模块计算得到所述停止信号相对于所述起始信号的相对时间值的公式为:
[0024]Δ T = coarse_cnt*Tcik+f ine_data*Tbin，
[0025]其中，coarse_cnt表示所述起始信号与停止信号之间的粗计数值，fine_data表示根据所述时间信息得到的与所述粗计数值对应的细计数值，^^表示锁存的时钟周期，Tbin表示一个进位链的延时。
[0026]优选的，所述符合测量模块具体用于，当所述相对时间值小于所述符合门宽时，则判断此次符合成功。
[0027]一种符合测量方法，包括:
[0028]对多路脉冲信号的数据进行进位链锁存以及编码；
[0029]对所述多路脉冲信号的编码进行纠错，得到多路纠错后的编码；
[0030]将所述多路纠错后的编码进行译码，转换为时间信息；
[0031]当在所述多路脉冲信号中甄别到起始信号后，记录所述起始信号与停止信号之间的粗计数值，并通过所述时间信息得到与所述粗计数值对应的细计数值，计算得到所述停止信号相对于所述起始信号的相对时间值；
[0032]将所述相对时间值与设定的符合门宽进行比较，判断是否符合成功。
[0033]优选的，该方法还包括:在所述多路脉冲信号进行进位链锁存以及编码之前进行脉宽整形。
[0034]优选的，所述对所述多路脉冲信号的编码进行纠错包括:
[0035]将符合起始条件的编码中具有冒泡性质的每一位本身与具有非冒泡性质的高于自己1位或若干位的数值进行逻辑或操作；
[0036]当所述逻辑或操作的结果为1时，纠正该位的编码为1。
[0037]优选的，所述将所述多路纠错后的编码进行译码，转换为时间信息包括:
[0038]采用二分求和法将所述纠错后的编码进行译码，转换为时间信息。
[0039]优选的，在多路脉冲信号中甄别起始信号的方法具体包括:
[0040]当所述多路脉冲信号为周期信号时，将最先到达的脉冲信号作为起始信号，若在符合门宽内未检测到停止信号，则放弃此次测量，重新寻找下一个起始信号；
[0041]当所述多路脉冲信号为随机信号时，选取与其他通道间的相对延时和最小，且最先到达的脉冲信号作为起始信号。
[0042]优选的，所述计算得到所述停止信号相对于所述起始信号的相对时间值的公式为:
[0043]Δ T = coarse_cnt*Tcik+f ine_data*Tbin，
[0044]其中，coarse_cnt表示所述起始信号与停止信号之间的粗计数值，fine_data表示根据所述时间信息得到的与所述粗计数值对应的细计数值，^^表示锁存的时钟周期，Tbin表示一个进位链的延时。
[0045]优选的，所述将所述相对时间值与设定的符合门宽进行比较，判断是否符合成功包括:
[0046]当所述相对时间值小于所述符合门宽时，则判断此次符合成功。
[0047]由以上技术方案可知，本申请提供了一种符合测量系统及方法，该系统包括:多路进位链锁存模块，用于对多路脉冲信号的数据进行进位链锁存以及编码；多路编码纠错模块，用于对所述多路进位链锁存模块输出的编码进行编码纠错，得到多路纠错后的编码;多路译码模块，用于将所述多路纠错后的编码进行译码，转换为时间信息；起始信号甄别模块，用于根据所述多路编码纠错模块输出的信息甄别所述多路脉冲信号中的起始信号;计数模块，用于记录所述起始信号与停止信号之间的粗计数值;时间计算模块，用于当起始信号甄别模块在所述多路脉冲信号中甄别到起始信号后，根据计数模块记录的粗计数值，并根据时间信息得到与所述粗计数值对应的细计数值，计算得到所述停止信号相对于所述起始信号的相对时间值;符合测量模块，用于将所述相对时间值与设定的符合门宽进行比较，判断是否符合成功。该系统通过采用多路进位链锁存模块对多路脉冲信号的数据进行进位链锁存以及编码，能实现ps级的符合精度，在光学实验中能够有效的减少光子的本底噪声、探测器的暗计数以及后脉冲等引起的偶然符合的概率，因此很大程度提高了测量精度，满足人们的需求。
【附图说明】
[0048]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0049]图1为本申请实施例一提供的一种符合测量系统的结构示意图；
[0050]图2为本申请实施例二提供的一种符合测量系统的结构示意图；
[0051 ]图3为符合测量过程以及与PC交互的结构图；
[0052]图4为符合测量过程中切换起始信号的波形图；
[0053]图5为本申请实施例三提供的一种符合测量方法的流程图；
[0054]图6为本申请实施例四提供的一种符合测量方法的流程图。
【具体实施方式】
[0055]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，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
[0056]为克服现有技术中的符合计数器测量精度低，无法满足人们需求的问题，本申请提供了一种符合测量系统及方法，具体方案如下所述:
[0057]实施例一