[实用新型]一种光子计数器模块后端的采集卡

说明书

技术领域

本实用新型涉及脉冲的计数，具体是一种光子计数器模块后端的采集卡。 

背景技术

单光子计数器模块通过工作在盖革模式的雪崩光电二极管APD把光分解成单个的光子，经过模块内部的电路甄别处理，最终在模块输出端输出频率变化的脉冲。光强度的不同导致输出脉冲的频率变化范围大，而在实际应用中使用触发器或者计数器的纯硬件电路已经不能有效地捕捉频率变化如此频繁的脉冲。另外，对于频率较高且波形不规则的脉冲，现有的硬件方法显然难以识别出来。本发明利用FPGA具有高速I/O口的优势，实现了对高频率且波形不规则脉冲的计数。 

发明内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的缺陷，而提供一种工作效率高、程序移植方便、开发成本低廉的光子计数器模块后端采集卡。 

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种光子计数器模块后端的采集卡，它由脉冲接入捕获端、数据分析处理端和PC机通信端顺序连接组成，采集卡的前端与光子计数器模块连接，其尾端与PC端连接。所述光子计数器模块可以连接8路以上接口或用于其他脉冲装置的计数。

所述脉冲接入捕获端由工业用BNC接头把光子计数器模块和本采集卡相连接，脉冲接入到FPGA的晶振接口CLK上，这时，脉冲的输入就相当于晶振的输入，使用verilog编写的程序模块便可以检测到单个脉冲的边沿，从而实现捕获。FPGA的I/O采集速率最高可达到167M，实现了较高频率的捕获。

所述数据分析处理端先由FPGA CLK1连接的50M晶振来产生不同的时间段，实现数据采集的时间划定，一般标准为1s采集一次，并累加计数器，同时通过自身的算法实现16进制和10进制之间的转化，并把数据打包成RS-232协议格式。

所述PC机通信端由max232芯片及其外围电路组成，可以把采集到的数据实时传递到PC端，并且用串口调试助手或者配套本采集卡的上位机进行接收并保存为excel表格。

所述FPGA为EP2C8Q208CN。

本实用新型的优点是：

（1）本发明可以无缝连接加拿大excelitas公司生产的单光子计数器模块和其他公司的单光子计数器模块。

（2）本发明内核选用32位的高速FPGA处理器EP2C8Q208CN,最高光强度频率可捕获至167M，完全兼容单光子计数器模块的输出范围，使得本系统可以测量的频率范围提高。

（3）EP2C8Q208CN具有8路晶振时钟输入口，从该口接入数据，可以同时精确地捕获8路单光子计数器模块发出的数据。

（4）该发明还可以应用到其他可产生脉冲的装置。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。 

图2为本发明的结构框图。

图3为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

参照图1，本采集卡主要连接一些可产生不规则脉冲的模块，在实施例中选择了单光子计数器模块，模块通过本发明的数据处理后把需要的数据送给PC端。

参照图2，本采集卡由脉冲接入捕获端、数据分析处理端和与PC机通信端顺序连接组成。

所述的脉冲接入捕获端由BNC接头接入待采集的脉冲，由FPGA产生边沿捕获程序进行捕获。然后进入数据分析处理端，对数据进行转化计算，最后把光功率和光子数送入PC机通信端并发送到PC端。

其工作流程如图3所示：

S301：开始；

S302：检测有无脉冲输入；

S303：采集时间段选择，默认为1s；

S304：在设定时间段内进行脉冲检测；

S305：在FPGA内部进行数据处理；

S306：发送符合RS-232协议格式的数据；

S307：上位机接收数据；

S308：结束。