电子科技大学电子工程学院 董续胜 习友宝

基于时间测量的符合计数器设计

电子科技大学电子工程学院 董续胜 习友宝

符合计数器广泛的应用于量子物理、核物理与高能物理等科研领域。符合测量容易受到信号的本底噪声、探测器的暗计数以及后脉冲等因素影响，通常高符合分辨率的符合计数器装置能够有效的避免偶然符合，提高符合测量的性能，并且随着量子物理的推进，多通道符合计数器已经成为一种趋势。针对上述情况，本文研制出一种基于时间测量法的新型符合计数器。该符合计数器采用FPGA内部的进位链在各个通道之间进行时间内插，在符合测量门宽内计算出各通道信号间的时间差，然后将测量出的时间差与设定的符合门宽比较从而判断信号间是否符合成功。通过这种方法最终实现了200ps左右符合分辨率，输入重复频率高达100MHz，无死时间(dead time)的符合计数装置，并且具有灵活性好、可扩展性强、成本低等优点。

符合测量；符合分辨率；时间测量；FPGA；进位链

1　 引言

符合测量最早由德国物理学家Walther Bothe于1924年在康普顿散射实验中提出，并因此于1954年获得诺贝尔物理奖[1]。符合计数器在量子光学实验中起着非常重要的作用，广泛应用于多光子时间分辨测量、单光子干涉、双光子干涉、线性光学测试以及贝尔不等式违背的验证等大部分量子光学实验中。目前符合计数器的设计方法大致可以分为脉冲成型法[2]、脉冲采样法[3]和时……