一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪及其分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪及其分配方法。该分配仪包括第一电平转换器模块、第二电平转换器模块、可编程逻辑控制器、第一电压跟随器模块、第二电压跟随器模块和扇出电路，第一电压跟随器模块输出端与第一电平转换器模块VCCY端连接，第一电平转换器VCCA端、EN端分别与第二电平转换器VCCA端、EN端连接，第二电平转换器VCCY端与可编程逻辑控制器的识别电平转换输入端连接，可编程逻辑控制器的识别电平输出端与第三电平转换器VCCY端连接，第三电平转换器VCCA端、EN端分别与第四电平转换器VCCA端、EN端连接，第四电平转换器模块VCCY端与第二电压跟随器模块输出端连接。本发明专利技术提供的用于小角X射线散射实验的信号分配仪，提高该分配仪通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪及其分配方法
本专利技术涉及电子
，特别是涉及一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪及其分配方法。
技术介绍
小角X射线散射(SAXS，Small-AngleX-rayScattering)是在纳米尺度上研究物质几何结构的一种物理手段，广泛应用于纳米材料、多孔材料、生物大分子、高聚物等材料的研究。相对于其他纳米材料测试方法，如气体吸附法、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜等，SAXS更具有制样简单，液体和固体类样品、开孔和封闭孔均可测试等优点。小角X射线散射仪器主要由光源、样品池和探测器组成，其中在X射线散射仪和探测器部分需要用到本专利技术所设计的信号分配器。由于该实验站设计和建设并不是一个通用的、标准的设计，而是一个完全的量身定做的非标设计。同样，本专利技术所描述的信号分配仪也具有非标和特殊性，在市场上很难购得合适产品，必需自行设计。现在技术可以实现标准信号的选择与分配。对于非标准信号，不能完成对输入信号的选择与扇出功能，尤其在小角X射线散射中的特殊应用中，需要设计能够对非标准信号进行选择扇出的逻辑电路，本专利技术正是针对这个需求而做出的设计。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪及其分配方法，能够实现对输入信号为任意1.2V-5V的非标准信号进行选择和扇出的功能，提高了该分配仪的通用性。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪，包括第一电平转换器模块、第二电平转换器模块、可编程逻辑控制器、第一电压跟随器模块、第二电压跟随器模块和扇出电路，所述第一电平转换器模块包括第一电平转换器和第二电平转换器，所述第二电平转换器模块包括第三电平转换器和第四电平转换器，所述第一电压跟随器模块的输出端与所述第一电平转换器模块的VCCY端相连接，所述第一电平转换器的VCCA端、EN端分别与所述第二电平转换器的VCCA端、EN端相连接，所述第二电平转换器的VCCY端与所述可编程逻辑控制器的识别电平转换输入端相连接，所述可编程逻辑控制器的识别电平输出端与所述第三电平转换器的VCCY端相连接，所述第三电平转换器的VCCA端、EN端分别与所述第四电平转换器的VCCA端、EN端相连接，所述第四电平转换器的VCCY端与所述第二电压跟随器模块的输出端相连接，所述第一电平转换器的信号输入端与信号发生器的输出端相连接，所述第一电平转换器的信号输出端与所述第二电平转换器的信号输入端相连接，所述第二电平转换器的信号输出端与所述可编程逻辑控制器的信号输入端端相连接，所述可编程逻辑控制器的信号输出端与所述第三电平转换器的信号输入端相连接，所述第三电平转换器的信号输出端与所述第四电平转换器的信号输入端相连接，所述第四电平转换器的信号输出端与所述扇出电路的输入端相连接，所述可编程逻辑控制器通过并行总线或串行总线分别对所述第一电压跟随器模块中的第一数控电位器R1的电阻、第二电压跟随器模块中的第二数控电位器R2的电阻进行设置，从而实现任意非标准电平信号输入第一电平转换器和将电平信号按照小角X射线散射系统的需求从第四电平转换器输出。可选的，所述第一电压跟随器模块包括第一电压跟随器、第一电容C1、第一数控电位器R1和第三电阻R3，所述第一电压跟随器的第一输入端分别与所述第一数控电位器R1的RH端、第三电阻R3的一端、第一电容器C1的一端相连接，所述第三电阻R3的另一端和第一电容器C1的另一端与大地相连接，所述第一电压跟随器的电源端、第一数控电位器R1的RW端、第一数控电位器的RL端与5.5V电源相连接，所述第一电压跟随器的输出端分别与所述第一电压跟随器的第二输入端和所述第一电平转换器的VCCY端相连接；所述第二电压跟随器模块包括第二电压跟随器、第二电容C2、第二数控电位器R2和第四电阻R4，所述第二电压跟随器的第一输入端分别与第二数控电位器R2的RH端、第四电阻R4的一端、第二电容器C2的一端相连接，所述第四电阻R4的另一端和第二电容器C2的另一端与大地相连接，所述第二电压跟随器的电源端、第二数控电位器R2的RL端、第二数控电位器R2的RW端与5.5V电源相连接，所述第二电压跟随器的输出端分别与所述第二电压跟随器的第二输入端和所述第四电平转换器的VCCY端相连接。可选的，所述第一电平转换器的VCCA端、EN端和所述第二电平转换器的VCCA端、EN端均与1.2V电源相连接，所述第三电平转换器的VCCA端、EN端和所述第四电平转换器的VCCA端、EN端均与1.2V电源相连接，所述第二电平转换器的VCCY端和可编程逻辑控制器的识别电平输入端均与3.3V电源相连接，所述第三电平转换器的VCCY端和可编程逻辑控制器的识别电平输出端均与3.3V电源相连接。可选的，所述可编程逻辑控制器的IO1管脚与所述第一数控电位器R1的CS管脚相连接，所述可编程逻辑控制器的IO2管脚与所述第一数控电位器R1的INC管脚相连接，所述可编程逻辑控制器的IO3管脚与所述第一数控电位器R1的U/D管脚相连接；所述可编程逻辑控制器的IO4管脚与所述第二数控电位器R2的CS管脚相连接，所述可编程逻辑控制器的IO5管脚与所述第二数控电位器R2的INC管脚相连接，所述可编程逻辑控制器的IO6管脚与所述第二数控电位器R2的U/D管脚相连接。可选的，所述分配仪还包括LED1灯、LED2灯、LED3灯、LED4灯、LED5灯、LED6灯、LED7灯、LED8灯、LED9灯和LED10灯，所述LED1灯的正极通过第五电阻R5连接至所述可编程逻辑控制器的IO7管脚，所述LED2灯的正极通过第六电阻R6连接至所述可编程逻辑控制器的IO8管脚，所述LED3灯的正极通过第七电阻R7连接至所述可编程逻辑控制器的IO9管脚，所述LED4灯的正极通过第八电阻R8连接至所述可编程逻辑控制器的IO10管脚，所述LED5灯的正极通过第九电阻R9连接至所述可编程逻辑控制器的IO11管脚，所述LED6灯的正极通过第十电阻R10连接至所述可编程逻辑控制器的IO12管脚，所述LED7灯的正极通过第十一电阻R11连接至所述可编程逻辑控制器的IO13管脚，所述LED8灯的正极通过第十二电阻R12连接至所述可编程逻辑控制器的IO14管脚，所述LED9灯的正极通过第十三电阻R13连接至所述可编程逻辑控制器的IO15管脚，所述LED10灯的正极通过第十四电阻R14连接至所述可编程逻辑控制器的IO16管脚，所述LED1灯、LED2灯、LED3灯、LED4灯、LED5灯、LED6灯、LED7灯、LED8灯、LED9灯和LED10灯的负极并联后均与大地相连接。可选的，所述第一数控电位器和第二数控电位器采用的型号均为X9319。可选的，所述可编程逻辑控制器为FPGA控制器或CPLD控制器。可选的，所述第一电平转换器、第二电平转换器、第三电平转换器和第四电平转换器采用的型号为ADG3308。可选的，所述分配仪还包括晶振电路，所述晶振电路与所述可编程逻辑控制器电性连接。一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪的分配方法，包含以下步骤：步骤1：第一电平转换器包括多路信号输入端，信号发生器发出的任意1.2-5V的非标准信号输入到第一电平转换器的信号输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪，其特征在于，包括第一电平转换器模块、第二电平转换器模块、可编程逻辑控制器、第一电压跟随器模块、第二电压跟随器模块和扇出电路，所述第一电平转换器模块包括第一电平转换器和第二电平转换器，所述第二电平转换器模块包括第三电平转换器和第四电平转换器，所述第一电压跟随器模块的输出端与所述第一电平转换器模块的VCCY端相连接，所述第一电平转换器的VCCA端、EN端分别与所述第二电平转换器的VCCA端、EN端相连接，所述第二电平转换器的VCCY端与所述可编程逻辑控制器的识别电平转换输入端相连接，所述可编程逻辑控制器的识别电平输出端与所述第三电平转换器的VCCY端相连接，所述第三电平转换器的VCCA端、EN端分别与所述第四电平转换器的VCCA端、EN端相连接，所述第四电平转换器的VCCY端与所述第二电压跟随器模块的输出端相连接，所述第一电平转换器的信号输入端与信号发生器的输出端相连接，所述第一电平转换器的信号输出端与所述第二电平转换器的信号输入端相连接，所述第二电平转换器的信号输出端与所述可编程逻辑控制器的信号输入端端相连接，所述可编程逻辑控制器的信号输出端与所述第三电平转换器的信号输入端相连接，所述第三电平转换器的信号输出端与所述第四电平转换器的信号输入端相连接，所述第四电平转换器的信号输出端与所述扇出电路的输入端相连接，所述可编程逻辑控制器通过并行总线或串行总线分别对所述第一电压跟随器模块中的第一数控电位器R1的电阻、第二电压跟随器模块中的第二数控电位器R2的电阻进行设置，从而实现任意非标准电平信号输入第一电平转换器和将电平信号按照小角X射线散射系统的需求从第四电平转换器输出。...

【技术特征摘要】
1.一种用于小角X射线散射实验的信号分配仪，其特征在于，包括第一电平转换器模块、第二电平转换器模块、可编程逻辑控制器、第一电压跟随器模块、第二电压跟随器模块和扇出电路，所述第一电平转换器模块包括第一电平转换器和第二电平转换器，所述第二电平转换器模块包括第三电平转换器和第四电平转换器，所述第一电压跟随器模块的输出端与所述第一电平转换器模块的VCCY端相连接，所述第一电平转换器的VCCA端、EN端分别与所述第二电平转换器的VCCA端、EN端相连接，所述第二电平转换器的VCCY端与所述可编程逻辑控制器的识别电平转换输入端相连接，所述可编程逻辑控制器的识别电平输出端与所述第三电平转换器的VCCY端相连接，所述第三电平转换器的VCCA端、EN端分别与所述第四电平转换器的VCCA端、EN端相连接，所述第四电平转换器的VCCY端与所述第二电压跟随器模块的输出端相连接，所述第一电平转换器的信号输入端与信号发生器的输出端相连接，所述第一电平转换器的信号输出端与所述第二电平转换器的信号输入端相连接，所述第二电平转换器的信号输出端与所述可编程逻辑控制器的信号输入端端相连接，所述可编程逻辑控制器的信号输出端与所述第三电平转换器的信号输入端相连接，所述第三电平转换器的信号输出端与所述第四电平转换器的信号输入端相连接，所述第四电平转换器的信号输出端与所述扇出电路的输入端相连接，所述可编程逻辑控制器通过并行总线或串行总线分别对所述第一电压跟随器模块中的第一数控电位器R1的电阻、第二电压跟随器模块中的第二数控电位器R2的电阻进行设置，从而实现任意非标准电平信号输入第一电平转换器和将电平信号按照小角X射线散射系统的需求从第四电平转换器输出。2.根据权利要求1所述的用于小角X射线散射实验的信号分配仪，其特征在于，所述第一电压跟随器模块包括第一电压跟随器、第一电容C1、第一数控电位器R1和第三电阻R3，所述第一电压跟随器的第一输入端分别与所述第一数控电位器R1的RH端、第三电阻R3的一端、第一电容器C1的一端相连接，所述第三电阻R3的另一端和第一电容器C1的另一端与大地相连接，所述第一电压跟随器的电源端、第一数控电位器R1的RW端、第一数控电位器的RL端与5.5V电源相连接，所述第一电压跟随器的输出端分别与所述第一电压跟随器的第二输入端和所述第一电平转换器的VCCY端相连接；所述第二电压跟随器模块包括第二电压跟随器、第二电容C2、第二数控电位器R2和第四电阻R4，所述第二电压跟随器的第一输入端分别与第二数控电位器R2的RH端、第四电阻R4的一端、第二电容器C2的一端相连接，所述第四电阻R4的另一端和第二电容器C2的另一端与大地相连接，所述第二电压跟随器的电源端、第二数控电位器R2的RL端、第二数控电位器R2的RW端与5.5V电源相连接，所述第二电压跟随器的输出端分别与所述第二电压跟随器的第二输入端和所述第四电平转换器的VCCY端相连接。3.根据权利要求1所述的用于小角X射线散射实验的信号分配仪，其特征在于，所述第一电平转换器的VCCA端、EN端和所述第二电平转换器的VCCA端、EN端均与1.2V电源相连接，所述第三电平转换器的VCCA端、EN端和所述第四电平转换器的VCCA端、EN端均与1.2V电源相连接，所述第二电平转换器的VCCY端和可编程逻辑控制器的识别电平输入端均与3.3V电源相连接，所述第三电平转换器的VCCY端和可编程逻辑控制器的识别电平输出端均与3.3V电源相连接。4.根据权利要求1所述的用于小角X射线散射实验的信号分配仪，其特征在于，所述可编程逻辑控制器的IO1管脚与所述第一数控电位器R1的CS管脚相连接，所述可编程逻辑控制器的IO2管脚与所述第一数控电位器R1的INC管脚相连接，所述可编...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志宏，魏书军，
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