[发明专利]一种基于FPGA的多通道动态光散射自相关系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的多通道动态光散射自相关系统，其特征在于，包括：动态光散射发生装置、光子相关器和上位机；

所述光子相关器包括FPGA和USB通讯模块；所述动态光散射发生装置与所述FPGA连接；所述FPGA接收来自动态光散射发生装置不同散射角度上的散射光信号，用于将所述动态光散射发生装置产生的多角度的光子脉冲进行计数和相关计算，所述相关计算为自相关计算；所述USB通讯模块与所述上位机连接；所述USB通讯模块用于将计数结果和相关计算结果传输至所述上位机；所述上位机用于根据所述计数结果和所述相关计算结果确定颗粒信息；所述颗粒信息包括颗粒粒径和颗粒的分散性；

所述FPGA包括双计数器模块和相关计算模块；所述双计数器模块分别与所述动态光散射发生装置和所述相关计算模块连接；所述相关计算模块与所述USB通讯模块连接；所述双计数器模块包括多个双计数器；所述相关计算模块包括多个相关器；

所述FPGA还包括动态存储区；所述动态存储区用于存储所述计数结果；动态存储区程序中应有两个地址，一个是负责计数结果写入动态存储区的写地址addr_write，另一个是负责从动态存储区读取用于自相关计算的数据的读地址addr_read；若动态存储区一共有m个寄存器，第1个计数结果n₁存入动态存储区，写地址addr_write为1，表明数据n₁存储的地址为1；第2个计数结果n₂存入动态存储区，写地址addr_write为2，表明数据n₂存储的地址为2，以此类推，当第m+1个计数结果存入动态存储区，写地址addr_write为1，表明数据n_m+1存储的地址为1，覆盖已完成相关计算的第1个计数值；进行相关计算的指令到来的频率和采样频率相同，即每次采样结束后，进行一次相关计算；当相关器开始进行相关计算，此时读地址addr_read为1，读取动态存储区地址为addr_write-1的数据，然后进行第一个相关通道的计算，在完成计算后addr_read加1，以此类推，读取动态存储区地址为addr_write-addr_read的数据，然后进行第addr_read个相关通道的计算，直到所有相关通道计算完毕，addr_read＝1，等待下次相关计算开始的指令到来。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的多通道动态光散射自相关系统，其特征在于，所述FPGA还包括时钟控制模块，所述时钟控制模块分别与所述动态光散射发生装置、所述双计数器模块、所述相关计算模块和所述USB通讯模块连接。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的多通道动态光散射自相关系统，其特征在于，所述相关器为比例相关器。