[发明专利]用于测量时间的方法和装置

说明书

本发明提供用于测量时间的方法和装置以及用于量子通信设备的可编程控制器，所述方法包括：接收START信号和STOP信号；使用同一时钟对所述信号进行采样，以产生与所述START信号对应的START比特串以及与所述STOP信号对应的STOP比特串；从所述START比特串中提取所述START信号的上升沿，从所述STOP比特串中提取所述STOP信号的上升沿；基于所述START信号的上升沿与所述STOP信号的上升沿之间的比特位的计数以及所述时钟的周期来确定所述START信号与所述STOP信号之间的时间间隔。本发明无需设置延时链以及复杂的运算即可实现对诸如，但不限于，光子到达信号的时间测量。

技术领域

本发明涉及时间测量技术领域，尤其涉及用于测量时间的方法和装置以及用于量子通信设备的可编程控制器。

背景技术

在相关技术中，主要采用TDC（Time To Digital Convert，时间数字转换器）模块或基于FPGA的TDC模块来测量光子的到达时间，TDC模块通常通过在其内部设置的多个延时链来实现上述测量。然而，由于延时链会随着温度的变化而导致测量的时间结果发生偏移，因此，TDC模块需要随着温度的变化实时地对测量的结果进行修正，这样不仅会占用大量的计算资源（诸如，FPGA资源、DSP资源等），而且很难满足系统（诸如，但不限于，量子通信系统）的高速运行要求。

发明内容

本发明的目的在于提供用于测量时间的方法和装置以及用于量子通信设备的可编程控制器。

根据本发明的一方面，提供一种用于测量时间的方法，所述方法包括：接收START信号和STOP信号；使用同一时钟对所述信号进行采样，以产生与所述START信号对应的START比特串以及与所述STOP信号对应的STOP比特串，在所述比特串中以第一比特指示所述信号中的高电平，以第二比特指示所述信号中的低电平；从所述START比特串中提取所述START信号的上升沿，从所述STOP比特串中提取所述STOP信号的上升沿，其中，所述START信号的上升沿对应于所述START比特串中的由第二比特跳变至第一比特的比特位，所述STOP信号的上升沿对应于所述STOP比特串中的由第二比特跳变至第一比特的比特位；基于所述START信号的上升沿与所述STOP信号的上升沿之间的比特位的计数以及所述时钟的周期来确定所述START信号与所述STOP信号之间的时间间隔。

根据本发明的一个实施例，从所述START比特串中提取所述START信号的上升沿，从所述STOP比特串中提取所述STOP信号的上升沿的步骤包括：将所述START比特串和所述STOP比特串从串行数据转换成并行数据；将所述并行数据中的包括连续相邻的多个第一比特的并行数据处理成独热码，所述独热码的有效位对应于所述比特串中的由第二比特跳变至第一比特的比特位；将所述START比特串中的独热码的有效位提取为所述START信号的上升沿，将所述STOP比特串中的独热码的有效位提取为所述STOP信号的上升沿。

根据本发明的一个实施例，基于所述START信号的上升沿与所述STOP信号的上升沿之间的比特位的计数以及所述时钟的周期来确定所述START信号与所述STOP信号之间的时间间隔的步骤包括：根据在所述START信号的上升沿所在的并行数据与所述STOP信号的上升沿所在的并行数据之间包括的并行数据中的比特位的计数以及所述时钟的周期来计算所述START信号与所述STOP信号之间的粗测时间间隔；根据所述START信号的上升沿所在的比特位以及所述时钟的周期来计算针对所述START信号的上升沿的第一细测时间间隔；根据所述STOP信号的上升沿所在的比特位以及所述时钟的周期来计算针对所述STOP信号的上升沿的第二细测时间间隔；将所述粗测时间间隔、所述第一细测时间间隔和所述第二细测时间间隔汇总求和，以得到所述START信号与所述STOP信号之间的时间间隔。

根据本发明的一个实施例，所述并行数据的位宽为8位、16位、32位和64位中的一者。

根据本发明的一个实施例，所述第一比特为1，所述第二比特为0。