[发明专利]双通道同步复装载脉冲发生方法

说明书

本发明公开了一种双通道同步复装载脉冲发生方法，包括时钟发生模块、同步复装载计数模块和信号边沿触发模块三个部分，所述发生方法的步骤如下：1)时钟发生模块产生两个频率相近的计数时钟信号和同步装载信号；2)将上述计数时钟和同步装载信号输出给同步复装载计数模块；3)当同步复装载计数模块的计数值满足条件时，输出指示信号给信号边沿触发模块生成所需宽度的脉冲信号，实现了纳秒级脉冲信号的FPGA直接输出。通过上述方式，本发明通过两个通道之间产生的游标效应，对指示信号逻辑运算直接生成纳秒级瞬态脉冲，在此基础上，还可以通过更改计数值，实现纳秒级精度的脉冲宽度调制。

技术领域

本发明涉及工业控制、光电子通信领域，特别是涉及一种双通道同步复装载脉冲发生方法。

背景技术

高速脉冲信号作为现代电子技术的基础，在电子通信、工业控制、采集和测量等方面都有广泛的应用。随着信息科学的不断发展，为了使电子装置具有更加良好的通用性和灵活性，越来越窄的脉冲宽度与高精度的脉冲宽度调制是高速脉冲信号发生的重要发展方向。

20世纪初，人类就已经开始利用弦振动产生一定频率的脉冲信号。随后，人们又先后使用气体和火花放电等方法将产生的脉冲宽度由毫秒级减小到了微秒级。其开发成本高昂，设计过程复杂，已经很少再被使用。

从20世纪70年代开始，原有的模拟信号处理开始被数字信号处理取代，采用集成式逻辑门电路控制生成脉冲信号的方法得到了应用[6]。随着计算机技术的不断发展，可编程实时脉冲发生电路成为了主流。单片机、微控制器等器件具有成本低廉、体积小的优点，利用时钟信号控制其输入输出口来产生脉冲已经成为目前较为常用的一种方法。然而由于这类器件时钟频率一般较低，所以精度相对较低，而且受到外围模拟电路的限制，控制灵活性差、抗干扰能力弱。FPGA等可编程逻辑器件以其灵活性高、实时性好、数据处理高效等显著优势在脉冲信号发生领域具有不可比拟的优越性，实现了纳秒级精度的脉冲发生与脉冲宽度的调制，满足了绝大多数测量与控制的需求，但是进一步减小脉冲宽度需要很高的工作频率，通用FPGA一般难以达到要求。搭建半导体晶体管电路的方法虽然可以实现极窄脉冲信号，但受制于电路设计，无法实现脉宽调节，很难加以利用。而基于非线性传输线的边沿压缩技术，通过传输材料、技术工艺和参数的设置，可以大大压缩脉冲信号边沿的过渡时间产生皮秒级的脉冲信号，但是非线性传输线技术并没有公开，具有技术垄断性。除此之外，采用极化门控技术产生分辨率更高的脉冲的技术才刚刚起步，设计十分复杂，生成的脉冲宽度也很难加以控制并利用，是目前的前沿课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双通道同步复装载脉冲发生方法，通过两个通道之间产生的游标效应，对指示信号逻辑运算直接生成纳秒级瞬态脉冲，在此基础上，还可以通过更改计数值，实现纳秒级精度的脉冲宽度调制。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种双通道同步复装载脉冲发生方法，包括时钟发生模块、同步复装载计数模块和信号边沿触发模块三个部分，所述发生方法的步骤如下：

1)时钟发生模块产生两个频率相近的计数时钟信号和同步装载信号；

2)将上述计数时钟和同步装载信号输出给同步复装载计数模块；

3)当同步复装载计数模块的计数值满足条件时，输出指示信号给信号边沿触发模块生成所需宽度的脉冲信号，实现了纳秒级脉冲信号的FPGA直接输出。

进一步的是，所述步骤1)时钟发生模块产生两个频率相近的时钟信号CLK A、CLKB和一个1MHz的装载信号LOAD。

进一步的是，所述步骤2)同步复装载计数模块包括第一通道Reloader_A和第二通道Reloader_B，第一通道Reloader_A和第二通道Reloader_B分别对各自的输入时钟脉冲进行计数，计数值分别为输入的A_Value和B_Value。