[发明专利]基于距离选通的激光成像同步控制系统

权利要求书

1.一种基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，该系统包括计算机软件界面(1)、USB接口(2)、微控制器(3)、FPGA(4)、外围电路(5)、延时精调电路(6)、PCB板(7)和运算放大器(8)，其中，从计算机软件界面(1)发送出来的数据经USB接口(2)传送至微控制器(3)；微控制器(3)将脉冲激光器和ICCD各自触发信号的频率、脉宽参数和这两路触发信号的延时和相互延时的控制参数传至FPGA(4)；FPGA(4)接收到这些控制参数后，产生触发脉冲激光器和ICCD的具有频率可调、脉宽可调、延时和交互延时可调的两路TTL信号，这两路信号再经延时精调电路(6)后实现延时和交互延时的精调，最终触发脉冲激光器和ICCD。

2.根据权利要求1所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，所述计算机软件界面(1)是安装在windows 2000及以上系统的环境下的软件操作界面，从计算机软件界面(1)发送出来的数据包括：脉冲激光器和ICCD各自触发信号的频率、脉宽参数，这两路触发信号的延时和相互延时的控制参数，脉冲激光器输出功率的控制参数和ICCD的增益控制参数。

3.根据权利要求1所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，所述微控制器(3)进一步根据脉冲激光器输出功率的控制参数和ICCD的增益控制参数确定激光器输出功率的控制信号和ICCD的增益控制信号，并将这些信号经内嵌或外置的数模转换器转化为模拟信号，再经运算放大器(8)放大后输出，从而分别控制脉冲激光器的输出功率和ICCD的增益。

4.根据权利要求3所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，所述微控制器(3)进一步将接收自USB接口(2)的数据传送至外围电路(5)进行显示以便操作人员实时观察。

5.根据权利要求1所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，所述FPGA(4)用于接收微控制器(3)传送过来的数据，将自身的系统时钟信号进行分频、脉宽和延时调节，从微控制器(3)传送过来的数据包含有脉冲激光器和ICCD各自触发信号的频率、脉宽参数，以及这两路触发信号的延时和相互延时的控制参数，FPGA(4)从这些信息中得到对FPGA(4)的系统时钟信号进行处理的分频系数和脉宽、延时和交互延时信息，然后对分频系数计数器、脉宽计数器和延时计数器进行赋值，启动各自计数器，对系统时钟信号进行分频、脉宽和延时调节，处理后将这两路信号传至延时精调电路(6)，对这两路信号进行延时精调处理。

6.根据权利要求1所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，所述外围电路(5)包括液晶显示器和LED，液晶显示器显示当前的频率、脉宽和延时参数，LED显示当前同步控制系统的上电状态和延时或自动延时的切换状态。

7.根据权利要求1所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，所述延时精调电路(6)是由延时线和缓冲器构成，依延时线器件不同，延时线最大延时从48.75ns到520ns，延时步长从0.15ns到2ns；延时时间参数由FPGA(4)控制，缓冲器用于增强信号对负载的触发能力，方便对负载的触发。

8.根据权利要求1所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，所述运算放大器(8)用于将已经转化为模拟的脉冲激光器的输出功率控制信号和ICCD的增益控制信号进行放大处理，输出模拟电压，得到所要求的电压范围，从而分别控制脉冲激光器的输出功率和ICCD的增益。

9.根据权利要求1所述的基于距离选通的激光成像同步控制系统，其特征在于，该系统用于对触发脉冲激光器和ICCD的两路信号进行自动延时，并且根据延迟线器件的不同，延时精调步长从0.15ns到2ns可变。