[實用新型]一種隨機脈沖計數器及其信號篩選電路

有效

• 申請號: 202220561417.5
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN217238398U
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 曹杰
• 申請（專利權）人: 上海巨印科技有限公司
• 主分類號: G01T1/17
• 分類號: G01T1/17;H03K21/02;H03K21/08
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 郭衛芹

本實用新型涉及核輻射探測技術領域，為一種隨機脈沖計數器及其信號篩選電路，其中，信號篩選電路包括：切換電路及滯回比較器；所述切換電路輸入端接原始信號，輸出端與所述滯回比較器的負輸入端連接，所述滯回比較器的正輸入端接基準源。該方案基于高精度的電壓基準源設定閾值，低于閾值的脈沖當做噪音丟棄，通過滯回比較器來篩選有效信號，同時避免震蕩。篩選出的信號轉換為可高速傳播的差分數字信號(ECL信號)，再整合為TTL信號，傳輸到FPGA，使用純硬件邏輯進行計數。可以實現正負5伏、100MHz頻率范圍內的隨機脈沖計數。計數誤差最大不超過百萬分之2.5。計數時間片以10毫秒為最小單位，可以任意設置。達到了先進水平，具有廣泛的推廣應用價值。

技術領域

本實用新型涉及核輻射探測技術領域，具體涉及一種隨機脈沖計數器及其信號篩選電路。

背景技術

在核輻射探測領域，大多數輻射探測器的輸出信號是不規則的脈沖群，通過單位時間內的脈沖數量來反饋輻射強度。因此需要一個隨機脈沖計數器來記錄單位時間內的脈沖數，再換算為輻射強度。

在實際應用中，核輻射探測器輸出的有效信號常常和干擾信號混合在一起。篩選出有效信號并進行準確的計數是脈沖計數器的核心功能。

現在高端的脈沖計數器被國外壟斷，國內的脈沖計數器普遍存在計數頻率范圍狹窄、計數精度差的問題。其計數頻率低于20MHz，在20MHz時，計數誤差超過十萬分之一。

發明內容

本實用新型提供了一種隨機脈沖計數器及其信號篩選電路，解決了以上所述脈沖計數器同類產品，多使用單片機的定時、計數器進行脈沖計數。普遍存在計數頻率范圍狹窄(低于20MHz)，計數不準(軟件控制的計數時間片精度受限)的技術問題。

本實用新型為解決上述技術問題提供了一種隨機脈沖計數器的信號篩選電路，包括：切換電路及滯回比較器；

所述切換電路輸入端接原始信號，輸出端與所述滯回比較器的負輸入端連接，所述滯回比較器的正輸入端接基準源。

優選地，所述切換電路包括單刀多向開關電路，所述單刀多向開關電路的各支路分別包含一個與不同信號的傳輸需求匹配的終端電阻。

優選地，所述切換電路的輸出端與所述滯回比較器的負輸入端之間通過采樣電阻R連接。

優選地，所述基準源輸出閾值信號，所述閾值信號通過采樣電阻R1后與所述滯回比較器的正輸入端連接。

本發明還提供了一種隨機脈沖計數器，包括隨機脈沖計數器的信號篩選電路，還包括發射極耦合邏輯電路及脈沖計數的處理器，所述發射極耦合邏輯電路的輸入端與所述滯回比較器的輸出端連接，所述發射極耦合邏輯電路的輸出端與所述處理器的數字脈沖信號輸入端連接。

優選地，所述處理器包括產生計數的基準時間片的基于晶振的硬件分頻電路，所述基于晶振的硬件分頻電路的輸出端與所述處理器通信連接。

優選地，所述處理器為FPGA。

有益效果：本實用新型提供了一種隨機脈沖計數器及其信號篩選電路，其中，信號篩選電路包括：切換電路及滯回比較器；所述切換電路輸入端接原始信號，輸出端與所述滯回比較器的負輸入端連接，所述滯回比較器的正輸入端接基準源。該方案基于高精度的電壓基準源設定閾值，低于閾值的脈沖當做噪音丟棄，通過滯回比較器來篩選有效信號，同時避免震蕩。篩選出的信號轉換為可高速傳播的差分數字信號(ECL信號)，再整合為TTL信號，傳輸到FPGA，使用純硬件邏輯進行計數。可以實現正負5伏、100MHz頻率范圍內的隨機脈沖計數。計數誤差最大不超過百萬分之2.5。計數時間片以10毫秒為最小單位，可以任意設置。達到了先進水平，具有廣泛的推廣應用價值。