一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器。所述多通道光子硬件相关器包括散射光强信号接收头、可编程逻辑门芯片、程序存储芯片、供电模块、通信接口。散射光强信号接收头用于接收电脉冲信号；可编程逻辑门芯片对电脉冲信号进行计数、运算、存储和传输，可编程逻辑门芯片一端连接至通信接口；所述程序存储芯片用于存储可编程逻辑门芯片的程序；所述供电模块用于转换外部电压为各模块提供所需电压，连接至可编程逻辑门芯片、程序存储芯片的正负极引脚；所述通信接口用于多通道光子硬件相关器与外部通信。本发明专利技术可以获取多散射光角度自相关函数，可以提高获取自相关函数的速度。相关函数的速度。相关函数的速度。

【技术实现步骤摘要】
J.Particle size distributions determined by a"multiangle"analysis of photon correlation spectroscopy data[J].Langmuir,1987,3(6)：1109
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1113.Bryant G,Thomas J C.Improved Particle Size Distribution Measurements Using Multiangle Dynamic Light Scattering[J].Langmuir,1995,11(7)：2480
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2485.孙淼,黄鹭,高思田,等.多角度动态光散射法的纳米颗粒精确测量[J].计量学报,2020,41(5)：9.)。
[0006]综上所述，研发一个支持多个散射角度采集光强，同时能快速计算得出光强相关函数的光子硬件相关器对多角度动态光散射技术的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提出一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器，支持多散射光角度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器，其特征在于：包括散射光强信号接收头、可编程逻辑门芯片、程序存储芯片、供电模块和通信接口；散射光强信号接收头用于接收电脉冲信号，其连接至可编程逻辑门芯片；可编程逻辑门芯片对电脉冲信号进行计数、运算、存储和传输，可编程逻辑门芯片一端连接至通信接口；所述程序存储芯片用于存储可编程逻辑门芯片的程序，其芯片功能引脚与所述可编程逻辑门芯片的下载引脚相连接；所述供电模块用于转换外部电压为各模块提供所需电压，连接至可编程逻辑门芯片、程序存储芯片的正负极引脚；所述通信接口用于多通道光子硬件相关器与外部通信，其一端连接至所述可编程逻辑门芯片的通信接口。2.根据权利要求1所述的一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器，其特征在于：所述可编程逻辑门芯片的内部设有多组光子计数模块、阀门同步器、并行运算模块、数据存储地址管理器和通信模块；光子计数模块数据输入端连接至芯片引脚，经芯片引脚传入电子脉冲信号；光子计数模块数据输出端连接至并行运算模块，由光子计数模块输出光子计数结果与同步运算信号至并行运算模块；光子计数模块控制输入与控制输出端连接至阀门同步器，接收来自阀门同步器的同步开启、同步关闭和切换信号，发送反馈信号至阀门同步器；阀门同步器信号输入端连接至通信模块，由通信模块传入开启信号、单位采样时间和相关时间参数；阀门同步器控制信号输出端与反馈信号输入端连接至光子计数模块，由阀门同步器发送同步开启、同步关闭和切换信号至光子计数模块，并接收来自光子计数模块的反馈应答信号；并行运算模块数据输入端连接至光子计数模块输出端，由光子计数模块传入光子数和同步信号至并行运算模块；并行运算模块参数输入端连接至通信模块输出端，由通信模块传输相关时间参数至并行运算模块，并行运算模块的输出端连接至通信模块的输入端，由并行运算模块传输相关函数运算结果和同步信号至通信模块；并行运算模块的地址输入端连接至数据存储地址管理器的地址输出端，由数据存储地址管理器发送数据读取地址至并行运算模块，并行相关运算模块的运算完成信号输出端连接至数据存储地址管理器，由并行相关运算模块输出运算完成信号至数据存储地址管理器；数据存储地址管理器的输入端连接至并行相关运算模块的完成运算信号输出端，由并行运算模块传输完成运算信号至数据存储地址管理器，数据存储地址管理器的输出端连接至并行运算模块的输入端，由数据存储地址管理器发送数据读取地址和更新数据信号至并行运算模块；通信模块的输入端连接并行运算模块的数据输出端，由并行运算模块传输相关函数运算结果和同步传输信号至通信模块；通信模块的信号输出端分别连接至阀门同步器、并行运算模块和数据存储地址管理器，分别传输单位采样时间和相关时间参数，以及传输完成信号。3.根据权利要求1所述的一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器，其特征在于：所述光子计数模块支持多个角度散射光强的光子数采集与存储；光子计数模块包括两部分采用乒乓ram结构的存储单元，即包括两组存储单元，同步切换信号为高电平时，计数值存储在第一存储单元，同步切换信号为低电平时，计数值存储在第二存储单元，在阀门同步器的同步开启信号控制下开启光子计数模块的工作，在阀门同步器的同步关闭
信号控制下停止光子计数模块的工作，在阀门同步器的同步切换信号控制下切换存储光子数的存储单元，且同步切换信号会使光子计数模块产生同步运算信号，实现光子计数模块工作的开启与关闭，实现存储单元交替存储在模块工作期间计数得到的光子数，达到无缝采样的效果。4.根据权利要求1所述的一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器，其特征在于：所述阀门同步器控制所有光子计数模块的同步开启与关闭，保证采集到的多个角度光子数在时间上具有一致性；阀门同步器接收到通信模块传入的开启信号后，根据通信模块传入的开启信号生成脉冲信号和同步开启信号；阀门同步器内部设有第一定时器和第二定时器，根据传入的单位采样时间参数生成周期性翻转的同步切换信号，以及传入的相关时间参数生成结束采集信号；阀门同步器接收到开启信号后，生成同步切换信号和同步开启信号并传入光子计数模块，第一定时器执行单位采样时间后，生成同步切换信号传入光子计数模块，且第一定时器为循环定时器，即循环执行单位采样时间的定时并生成同步切换信号，在第二定时器执行相关时间后，生成结束信号传入光子计数模块中；光子计数模块接收到同步开启信号与脉冲信号后，会反馈应答信号，阀门同步器将输入的光子计数模块的应答信号进行判断，可识别是否有光子计数模块未同步开启，若有某个光子计数模块返回的应答信号未与其它光子技术模块的应答信号处于同一周期时，阀门同步器将发送结束信号传入所有光子计数模块，并重新发送同步开启信号传入所有光子计数模块。5.根据权利要求1所述的一种用于多角度动态光散射仪的多通道光子硬件相关器，其特征在于：并行运算模块用于同时计算多组光子计数模块输入的光子数据的自相关函数；并行运算模块内部有多组运算单元，与多组光子计数模块一一对应；并行运算模块的运算单元内部有多个通道，并行运算模块每一组运算单元的第一个通道的输入值为同步运算信号到来后的，即当前所述光子计数模块输出的计数值，当更新的同步运算信号到来后，第一个通道的值输入至第二个通道，后续通道以此类推，第一个通道值将会更新，最后一个通道的值将会被丢弃；同步运算信号到来时，并行运算模块内部的所有运算单元将会开始运算，每组运算单元接收到的对应光子计数...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩鹏，曾仕峰，邱健，彭力，刘冬梅，骆开庆，陈淼，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：