[发明专利]用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器

权利要求书

1.用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，包括：

一个固化在FPGA芯片内的采样时间设置模块；

至少两个固化在FPGA芯片内的光子计数模块；

一个固化在FPGA芯片内的相关运算模块；

一个固化在FPGA芯片内的USB通讯模块；

上述光子计数模块均与采样时间设置模块相连接，光子计数模块又与相关运算模块的信号输入端相连接，相关运算模块的信号输出端与USB通讯模块相连接。

2.根据权利要求1所述的用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，上述FPGA芯片中还固化有同步复位模块，同步复位模块与光子计数模块、相关运算模块和USB通讯模块相连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，采样时间设置模块包括多个采样时间生成模块和一个选择器，各个采样时间设置模块的输出端都与选择器的输入端相连接，选择器的控制端与USB通讯模块的输出端相连接，根据控制端实现采样时间的选择。

4.根据权利要求1或2所述的用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，光子计数模块包括分频器、两个计数器和数据输出模块，在分频器的输出同时与两个计数器和数据输出模块相连接，两个计数器的计数结果输出端与数据输出模块的输入端相连接，在分频时钟的驱动下两个计数器交替运行，实现对光子脉冲的无缝隙计数并将计数结果输出。

5.根据权利要求1或2所述的用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，相关运算模块包括多个DFF触发器、乘法器、累加器和运算模式选择模块，各个DFF触发器级联构成两个同步进行的移位寄存器，在进行数据移位的同时将当前数据输出并分别连接至相对应的乘法器被乘数输入端，即前一个DFF触发器的输出端与后一个DFF触发器的输入端相连接的同时与各个乘法器的被乘数输入端相连接，而移位寄存器移位至最后输出的数据与运算模式选择模块的输入端相连接，根据选择模式控制信号选取其中一个移位寄存器的输出结果，同时与各个乘法器的乘数输入端相连接进行乘法运算，乘法器的输出端与累加器输入端相连接，将乘法器输出结果进行累加运算，最终完成相对应的相关运算。

6.根据权利要求1或2所述的用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，USB通讯模块包括波特率时钟发生器、USB接收模块、发送使能模块和USB发送模块，波特率时钟发生模块输出端同时与USB接收模块和USB发送模块的接收端相连接，USB接收模块的输出端与发送使能模块的输入端相连接，发送使能模块的输出端与USB发送模块的输入端相连接，在波特率时钟的驱动下实现数字相关器与计算机USB接口之间的通讯，既能通过计算机控制数字相关器，又能将相关运算结果传输至计算机。

7.根据权利要求6所述的用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，USB通讯模块还设置有传输状态指示灯，外接发光二极管可实时显示数据传输状态。

8.根据权利要求1或2所述的用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器，其特征在于，同步复位模块包括波特率时钟发生器、自动复位控制器、串口接收模块和复位控制器，波特率时钟发生器的输出端同时与自动复位模块和串口接收模块的输入端相连接，串口接收模块的输出端与复位控制器的输入端相连接，在波特率时钟的驱动下，实现通过计算机串行通讯接口对数字相关器内各个模块进行复位清零控制。