[实用新型]一种随机采样装置和随机采样系统

权利要求书

1.一种随机采样装置，其特征在于，包括：物理随机源产生模块、采样时钟模块、模数转换模块、时钟触发模块、时间转换模块、数据缓存模块和控制模块；

所述控制模块与所述物理随机源产生模块连接，所述物理随机源产生模块与所述采样时钟模块连接，所述采样时钟模块与所述时间转换模块的第一输入端连接，所述控制模块用于驱动所述物理随机源产生模块产生随机信号并传输至所述采样时钟模块的输入端，所述采样时钟模块用于根据所述随机信号产生随机采样时钟信号并传输至所述时间转换模块的第一输入端和所述模数转换模块的第二输入端；

所述模数转换模块的第一输入端用于接入待采样信号，所述模数转换模块的第二输入端与所述采样时钟模块的第一输出端连接，所述模数转换模块的输出端与所述数据缓存模块连接，所述模数转换模块用于根据所述随机采样时钟信号对所述待采样信号进行采样并输出采样结果信息传输至所述数据缓存模块；

所述时钟触发模块的输入端接入所述待采样信号，所述时钟触发模块的输出端与所述时间转换模块的第二输入端连接，所述时钟触发模块用于产生固定频率的时钟触发信号并传输至所述时间转换模块的第二输入端；

所述时间转换模块的输出端与所述控制模块连接，所述时间转换模块用于将所述时钟触发信号与所述随机采样时钟信号的时间差转换为时间数据并传输至所述控制模块；

所述数据缓存模块与所述控制模块连接，所述数据缓存模块用于存储所述采样结果信息并传输至所述控制模块，所述控制模块还用于根据所述采样结果信息和所述时间数据对所述待采样信号进行波形还原。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述物理随机源产生模块包括：第一激光光源、激光调制单元和探测器；

所述第一激光光源与所述激光调制单元连接，所述第一激光光源用于产生激光光束提供所述随机信号并传输至所述激光调制单元；

所述激光调制单元与所述探测器连接，所述探测器与所述采样时钟模块连接，所述激光调制单元用于将所述随机信号调制成携带随机信息的光信号并传输至所述探测器，所述探测器用于将所述光信号转化为电信号并传输出至所述采样时钟模块。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一激光光源包括半导体激光器；

所述激光调制单元包括半导体光放大器和非线性光纤；

所述探测器包括光电二极管或光电倍增管。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述物理随机源产生模块包括：第二激光光源、光衰减器和单光子探测器；

所述第二激光光源与所述光衰减器、所述单光子探测器以及所述采样时钟模块依次连接，所述第二激光光源用于产生连续相干光源并传输至所述光衰减器，所述光衰减器用于将所述连续相干光源衰减到单光子光源并传输至所述单光子探测器，所述单光子探测器用于对所述单光子光源进行探测并生成探测信号传输出至所述采样时钟模块。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间转换模块包括：脉冲信号发生器、脉冲展宽单元和计数器；

所述脉冲信号发生器与所述脉冲展宽单元连接，所述脉冲信号发生器用于将所述时钟触发信号与所述随机采样时钟信号之间的时间间隔转化为脉冲信号并传输至所述脉冲展宽单元；

所述脉冲展宽单元与所述计数器连接，所述脉冲展宽单元用于将所述脉冲信号进行展宽后产生展宽波并传输至所述计数器，所述计数器用于对所述展宽波计数并将计数后的采样结果传输至所述控制模块。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述脉冲展宽单元包括第一恒流源、电容和第二恒流源；

所述第一恒流源的第一端与所述电容的第一端以及所述第二恒流源的第一端连接，所述第二恒流源的第二端与所述电容的第二端以及所述第一恒流源的第二端连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括脉冲展宽模块，所述脉冲展宽模块连接于所述物理随机源产生模块和所述采样时钟模块之间，所述脉冲展宽模块用于所述采样时钟模块接收到的所述随机信号与所述模数转换模块的工作频率范围相匹配。