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一种基于FPGA的光电倍增管信号检测方法

申请号: CN202311518682.0
申请人: 河北工程大学
申请日期: 2023/11/15

摘要文本

本发明公开了一种基于FPGA的光电倍增管信号检测方法,属于信号检测方法技术领域;本发明所述方法应用于微弱光信号的采集与检测系统中,其基于光电倍增管FPGA电路实现,所述光电倍增管FPGA电路包括反向运放电路、减法运算电路、差分放大电路、ADC周边电路、FPGA配置电路;利用直流电源为电路供电,并采用若干个贴片电容和陶瓷电容进行电源滤波,以保证供电电压稳定;相较于市面上现有光电倍增管信号检测方法,本发明具有很强的抗干扰能力,同时也有效提高了采样精度。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种基于FPGA的光电倍增管信号检测方法
专利类型 发明申请
申请号 CN202311518682.0
申请日 2023/11/15
公告号 CN117572115A
公开日 2024/2/20
IPC主分类号 G01R31/00
权利人 河北工程大学
发明人 刘杰辉; 张云瀚; 李建申; 杨立洁; 晋纪岩
地址 河北省邯郸市光明南大街199号

专利主权项内容

1.一种基于FPGA的光电倍增管信号检测方法,其特征在于,所述方法应用于微弱光信号的采集与检测系统中,其基于光电倍增管FPGA电路实现,所述光电倍增管FPGA电路包括反向运放电路、减法运算电路、差分放大电路、ADC周边电路、FPGA配置电路;利用直流电源为电路供电,并采用若干个贴片电容和陶瓷电容进行电源滤波,以保证供电电压稳定;所述方法具体包括以下步骤:S1、将光电倍增管的信号线负极接入采集系统的GND端,与检测系统共地,将光电倍增管的信号线正极接入采集系统的信号输入端;S2、光电倍增管输出的信号正极由电阻进入反向运放电路组成的运算放大器,其脉冲信号经过反向运放电路之后变为信号大小翻倍的正向信号,进入减法运算电路组成的运算放大器,作为减法运算电路的输入信号;S3、S2中所述输入信号中有效信号占比低,首先减去一个直流偏置,然后再将信号经过减法运算电路处理,信号大小放大数倍,方向不变,信号持续时间减少,然后再输入差分放大电路组成的运算放大器;S4、经过差分放大电路处理后,信号由一条变为两条,大小变为原来的数倍,方向反向,无相位偏移的信号;将所得的两个信号的差值作为模拟信号输入ADC周边电路;S5、根据ADC的数据手册,对芯片引脚进行配置,并做出如下ADC周边电路配置:使用稳压芯片为ADC提供多种供电需求并做好相应直流供电和接地处理;S6、根据FPGA的数据手册,再次对芯片引脚进行配置,并做出如下FPGA配置电路:使用稳压芯片为FPGA提供多种供电需求并做好直流供电和相应接地处理,具体包括配置JTAG下载与调试电路、配置LED工作状态指示电路和配置RS485通讯电路。