[發(fā)明專利]一種數(shù)控十路精密延時(shí)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710047966.0
• 申請日: 2007-11-08
• 公開（公告）號: CN101150307A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許黎霖;吳光;曾和平
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: H03K5/13
• 分類號: H03K5/13;H03K5/14;H04K1/00
• 代理公司: 上海申蒙商標(biāo)專利代理有限公司
• 代理人: 徐小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子保密通信類，具體講的是能夠提供多路電路延時(shí)，保證光路和電路的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)位對齊，實(shí)現(xiàn)保密通信。

背景技術(shù)

基于單光子方案的保密通信，核心探測器件APD工作在門控模式下，門控信號開啟的時(shí)間直接影響著單光子探測器的量子效率，所以需要對門控脈沖的開啟時(shí)間進(jìn)行非常精確的控制，在波分復(fù)用系統(tǒng)中，不同波段的光在光纖中的延時(shí)不同，所以對每一路的延時(shí)都必須精密控制。延時(shí)一般分為軟件延時(shí)和硬件延時(shí)，由于軟件延時(shí)是用處理器指令的周期作為計(jì)數(shù)單位，延時(shí)精度不高；硬件延時(shí)的精度明顯高于軟件延時(shí)，一般的硬件延時(shí)方法有計(jì)數(shù)器延時(shí)和鎖相環(huán)延時(shí)，傳輸線延時(shí)等，但計(jì)數(shù)器延時(shí)和鎖相環(huán)延時(shí)都需要高頻的晶陣，目前情況下，高頻的晶陣很難找到，而傳輸線由一段或數(shù)段延時(shí)線組成，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)控可調(diào)，所以以上的方法很難實(shí)現(xiàn)保密通信系統(tǒng)的需求，必須尋找合適的延時(shí)電路或器件來實(shí)現(xiàn)高精度的延時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種數(shù)控十路精密延時(shí)器，采用可編程延時(shí)器作為核心延時(shí)器件，外部單片機(jī)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)十路、多量程、高精度的數(shù)控延時(shí)。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種數(shù)控十路精密延時(shí)器，其特征在于該延時(shí)器包括邏輯電平轉(zhuǎn)換電路、延時(shí)電路、整形電路、單片機(jī)控制電路和輸入輸出部分，其中輸入的信號經(jīng)過邏輯電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成ECL電平標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)入延時(shí)電路進(jìn)行延時(shí)，然后由整形電路整成一定的脈沖寬度，轉(zhuǎn)換成TTL電平輸出，延時(shí)的量由單片機(jī)控制電路控制，輸入輸出部分將外部命令輸入到單片機(jī)，同時(shí)將延時(shí)通道、延時(shí)量等電路狀態(tài)輸出顯示，所述延時(shí)電路由可編程延時(shí)器及其外圍電路組成。

與可編程延時(shí)器連接的外圍電路包括電源退耦電路、延時(shí)精度RC時(shí)間常數(shù)設(shè)置電路、量程切換電路、輸出匹配電路。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，能夠?qū)κ沸盘柗謩e進(jìn)行精密的延時(shí)，十路之間互不干擾，可以分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，延時(shí)的精度可以達(dá)到10ps，而且可以變換量程，以不同的精度步進(jìn)，操作界面簡潔，使用方便。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的電路框圖；

附圖2為本發(fā)明邏輯電平轉(zhuǎn)換電路、延時(shí)電路、整形電路的電路原理圖(十路延時(shí)部分只畫出其中一路，其余完全相同)；

附圖3為本發(fā)明單片機(jī)控制電路、和輸入輸出部分的電路原理圖；

附圖4為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用在量子通信中的原理框圖；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-4所示：本實(shí)施例由邏輯電平轉(zhuǎn)換電路、延時(shí)電路、整形電路、單片機(jī)控制電路、和輸入輸出部分構(gòu)成，其中電平轉(zhuǎn)換電路是將輸入的TTL信號轉(zhuǎn)換成ECL信號送入延時(shí)電路，然后將延時(shí)后的ECL信號轉(zhuǎn)換成TTL并驅(qū)動(dòng)后輸出。整形電路的目的是將信號整形成一定寬度的脈沖。延時(shí)電路主要由可編程延時(shí)器AD9500及其外圍電路構(gòu)成，AD9500是8位數(shù)字可編程延時(shí)器，采用高性能雙極型工藝，專為高速數(shù)字和模擬電路設(shè)計(jì)，最小延時(shí)精度可達(dá)10ps，正負(fù)5V電源供電，滿度延時(shí)范圍是2.5～10us。單片機(jī)控制電路核心采用philips?P89C58X2單片機(jī)，外圍控制12864-1點(diǎn)陣液晶屏作為顯示界面，zlg7289控制鍵盤作為輸入界面，通過鎖存器74LS373擴(kuò)展IO分別控制AD9500的并行數(shù)據(jù)口和繼電器，完成數(shù)字控制和量程的切換。

如圖4所示，本實(shí)施例還包括一些外圍設(shè)施，包括同心雙方Alice和Bob、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、激光器、BB84通信協(xié)議的光路部分、長距離光纖、單光子探測器等等。通信過程基于BB84協(xié)議。其中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括Alice和Bob兩端時(shí)鐘信號和數(shù)據(jù)的獲取和篩選處理；激光器包括驅(qū)動(dòng)電路、激光管和衰減器；BB84通信協(xié)議的光路部分包括偏振和分光器件。

上述的系統(tǒng)的發(fā)送端Alice產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)樣本，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)觸發(fā)激光器，經(jīng)過衰減后在長距離光纖中傳輸，在接收端單光子探測器探測到光子后輸出光子計(jì)數(shù)的數(shù)字信號交由Bob端的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。以上為光通信的量子通道。