驱动LED的可调谐脉冲信号发生器制造技术

本申请涉及一种驱动LED的可调谐脉冲信号发生器。该发生器包括：一电源模块，一现场可编程门阵列，一可编程电位器，一DC-DC转换器，一电平转换器；所述现场可编程门阵列用于产生脉冲信号及控制指令；所述可编程电位器用于根据所述控制指令调整电阻值；所述DC-DC转换器用于对所述电源模块输入的电源电压进行转换,并根据所述可编程电位器的电阻值调整电压输出；所述电平转换器用于根据所述DC-DC转换器输出的可调电压对所述脉冲信号进行电平转换。本公开的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，能够实现参数精确可调的脉冲信号发生器。

A tunable pulse generator for driving LED

The present application relates to a tunable pulse generator for driving the LED. The generator comprises a power supply module, a field programmable gate array, a Programmable Potentiometer, a DC-DC converter, a voltage converter; the FPGA is used to generate pulse signals and control instructions; the programmable potentiometer is used to adjust the control instruction according to the resistance value; the power supply voltage of DC-DC converter for the input power supply module conversion, and the resistance value of the potentiometer adjustment program according to the output voltage; the level converter according to the DC-DC converter output adjustable voltage of the pulse signal level conversion. A tunable pulse signal generator for driving LED is disclosed, and a pulse signal generator with accurate parameters can be realized.

【技术实现步骤摘要】
驱动LED的可调谐脉冲信号发生器
本专利技术总体涉及一种脉冲信号发生器，具体而言，涉及一种驱动LED的可调谐脉冲信号发生器。
技术介绍
光电倍增管、硅光探测器等各种光电转换器件，可以将光信号转换成电信号，同时实现对光电子信号的倍增放大，其被广泛应用于科研、工业生产、环境监测和医疗器械等领域。不同的应用，对此类光电转换器件性能精度的要求不一样，因此有效地进行性能刻度非常重要，通过对不同光电转换器件的进行性能刻度，可以选择合适的器件用于专业的测试中。目前，对诸如光电倍增管等光电转换器件性能进行刻度，多采用光电子谱测试方法，而较为经典的即是单光电子刻度法。能否测试其单光电子谱(singlephotoelectron，SPE)是光电转换器件最重要的评价指标之一。通过单光电子谱，可以刻度出光电倍增管的增益、峰谷比、能量分辨率等特性。光电倍增管的渡越时间分散度(TransitTimeSpread)是定义在单光电子谱下的性能，因此单光电子谱也可以定性知道是否能得到光电倍增管的渡越时间分散度。同时，通过单光电子谱也能刻度出光电倍增管的相对量子效率和相对收集效率。因此，单光电子谱的测试对光电转换器件非常重要，而成功的产生满足测试需求的单光子光源，就显得尤为重要。对于通过电子学设备控制发光二极管LED的发光特性，或者激光器，是可以产生单光子状态的。一般常用的仪器设备是信号发生器，产生脉冲信号，通过调节触发频率，可以获得光信号的周期性重复频率，进而实现测试触发信号的给出。然后通过调节加载在LED上的电压信号的大小，进而调节光强，占空比等，实现单个光子的输出。通常商业的脉冲发生器，比如泰克AFG3102任意函数发生器，RIGOO的DG5352信号发生器，尽管其在带宽上有一定区别，都可以产生包括正弦波、方波、脉冲波、锯齿波、三角波、Sin(x)/x、指数式增长和衰减、高斯、洛仑兹、半正矢、直流、噪声等在内的任意波形，所以价格比较昂贵。而用来驱动LED进行单光子探测，只需要一种脉冲波形，而且由于受到探测器自身动态范围的限制，对信号的频率要求也不高，只产生脉冲波形、体积小巧、价格低廉的小型脉冲信号发生器即可满足要求。因此，需要一种新的信号发生器。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术提供一种驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，能够输出可调谐的脉冲信号。本专利技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。根据本专利技术的一方面，一种驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，包括：一电源模块，一现场可编程门阵列，一可编程电位器，一DC-DC转换器，一电平转换器；所述现场可编程门阵列用于产生脉冲信号及控制指令；所述可编程电位器用于根据所述控制指令调整电阻值；所述DC-DC转换器用于对所述电源模块输入的电源电压进行转换,并根据所述可编程电位器的电阻值调整电压输出；所述电平转换器用于根据所述DC-DC转换器输出的可调电压对所述脉冲信号进行电平转换。根据本专利技术的一实施方式，还包括一主控CPU，用于解析数据并发送给所述现场可编程门阵列。根据本专利技术的一实施方式，所述主控CPU解析的数据包括电平幅度、占空比、周期、电压源反馈电阻阻值、高电平时间以及低电平时间。根据本专利技术的一实施方式，还包括一以太网控制器，用于接收指令。根据本专利技术的一实施方式，还包括一上位机，用于发出指令。根据本专利技术的一实施方式，所述主控CPU通过UART异步串口接口与所述现场可编程门阵列交互。根据本专利技术的一实施方式，所述现场可编程门阵列与所述可编程电位器通过SPI接口交互。根据本专利技术的一实施方式，所述现场可编程门阵列对接收的数据进行解析，把解析出的参数送入相应寄存器。根据本专利技术的一实施方式，还包括一延时单元，用于控制所述脉冲信号的延时。根据本专利技术的一实施方式，还包括一配置模块，用于管理配置数据。根据本专利技术的一实施方式，所述可编程电位器具有一中心触点以及一输入端，所述DC-DC转换器具有一高电位输出端以及一低电位输出端，分别与所述中心触点以及所述输入端连接。本公开的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，基于现场可编程门阵列，实现占空比、周期可调的脉冲输出，通过电平转换器、DC-DC转换器与可编程电位器组成的高精度输出电压源实现输出幅度变换，最终实现了参数精确可调的脉冲信号发生器。通过主控CPU与上位机的交互，可方便地对信号发生器的输出进行调节。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施例，本专利技术的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。图1为根据本公开示例实施方式的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器组成示意图。图2为根据本公开示例实施方式的电平转换电路组成示意图。图3为根据本公开另一示例实施方式的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器的组成示意图。图4为根据本公开示例实施方式的主控CPU嵌入式程序的框架图。图5为根据本公开示例实施方式的主控CPU嵌入式程序的流程图。图6为根据本公开示例实施方式的信号发生器与RIGOODG5352信号源输出波形对比图。图7为根据本公开示例实施方式的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器用于单光电子谱测试结果图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本专利技术的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本专利技术的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本专利技术的各方面变得模糊。本公开使用脉冲发生器的信号驱动LED，脉冲信号发生器的时间特性和幅度特性对LED的发光特性会有比较大的影响。对于本公开来说，比较重要的脉冲信号发生器参数包括：上升时间，下降时间，频率，占空比，输出电平等。图1示意性示出根据本专利技术示例实施方式的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器组成示意图。如图1所示，驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，包括：电源模块，现场可编程门阵列，可编程电位器，DC-DC转换器，电平转换器。现场可编程门阵列用于产生脉冲信号及控制指令。可编程电位器用于根据控制指令调整电阻值。DC-DC转换器用于对电源模块输入的电源电压进行转换,并根据所述可编程电位器的电阻值调整电压输出。电平转换器用于根据DC-DC转换器输出的可调电压对脉冲信号进行电平转换。现场可编程门阵列作为信号发生器的核心部件，可产生占空比、周期可调的脉冲信号，同时产生控制指令控制可编程电位器。可编程电位器作为DC-DC转换器的负载，接收现场可编程门阵列的控制指令调整电阻值，使DC-DC转换器产生可调节的电平输出。电平转换器供电端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，其特征在于，包括：一电源模块，一现场可编程门阵列，一可编程电位器，一DC‑DC转换器，一电平转换器；所述现场可编程门阵列用于产生脉冲信号及控制指令；所述可编程电位器用于根据所述控制指令调整电阻值；所述DC‑DC转换器用于对所述电源模块输入的电源电压进行转换,并根据所述可编程电位器的电阻值调整电压输出；所述电平转换器用于根据所述DC‑DC转换器输出的可调电压对所述脉冲信号进行电平转换。

【技术特征摘要】
1.一种驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，其特征在于，包括：一电源模块，一现场可编程门阵列，一可编程电位器，一DC-DC转换器，一电平转换器；所述现场可编程门阵列用于产生脉冲信号及控制指令；所述可编程电位器用于根据所述控制指令调整电阻值；所述DC-DC转换器用于对所述电源模块输入的电源电压进行转换,并根据所述可编程电位器的电阻值调整电压输出；所述电平转换器用于根据所述DC-DC转换器输出的可调电压对所述脉冲信号进行电平转换。2.如权利要求1所述的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，其特征在于，还包括一主控CPU，用于解析数据并发送给所述现场可编程门阵列。3.如权利要求2所述的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，其特征在于，所述主控CPU解析的数据包括电平幅度、占空比、周期、电压源反馈电阻阻值、高电平时间以及低电平时间。4.如权利要求3所述的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，其特征在于，还包括一以太网控制器，用于接收指令。5.如权利要求4所述的驱动LED的可调谐脉冲信号发生器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱森，马毅超，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11