[发明专利]脉冲延时装置、方法及包含该装置的飞行时间质谱仪

说明书

本公开提供了一种脉冲延时装置、方法及包含该装置的飞行时间质谱仪，其中，该装置包括：时钟单元，用于提供基准时钟；第一延时单元，由所述基准时钟驱动，并根据所需粗延时对输入的脉冲信号进行延时后输出；第二延时单元，用于根据所需细延时对所述第一延时单元输入的脉冲信号进行延时；延时控制器，由所述基准时钟驱动，用于根据预期延时获得所述粗延时和所述细延时，可以在基准时钟的频率相对较低的情况下，实现脉冲延时达到皮秒级精度。

技术领域

本公开涉及分子诊断仪器技术领域，尤其涉及一种脉冲延时装置、方法及包含该装置的飞行时间质谱仪。

背景技术

高精度脉冲延时在航天、空间研究、通信、生物医药等诸多领域有着重要的应用，如卫星高度计、空间高能粒子谱仪、量子通讯领域中的时间定标、飞行时间质谱仪等。

其中，在飞行时间质谱仪中，一般采用控制器内部时钟进行对飞行时间进行检测和解析。例如，通过对控制器内部时钟提供的脉冲计数的方式进行延时。然而，上述现有技术中存在以下技术问题：

即使内部时钟具有高稳定度或者采用较高速的逻辑及时电路，当需要达到10ns甚至于1ns的脉冲延时输出时，由于受到内部时钟最高频率限制，脉冲延时难以达到皮秒级精度。

发明内容

本公开提供了一种脉冲延时装置、方法及包含该装置的飞行时间质谱仪，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种脉冲延时装置，用于飞行时间质谱仪，所述装置包括：

时钟单元，用于提供基准时钟；

第一延时单元，由所述基准时钟驱动，并根据所需粗延时对输入的脉冲信号进行延时后输出；

第二延时单元，用于根据所需细延时对所述第一延时单元输入的脉冲信号进行延时；

延时控制器，由所述基准时钟驱动，用于根据预期延时获得所述粗延时和所述细延时。

在一可实施方式中，输入所述第一延时单元的所述脉冲信号由所述基准时钟提供。

在一可实施方式中，所述第一延时单元包括计数器，所述计数器由所述基准时钟驱动，对所述输入的脉冲信号进行多次计数延时后输出，其中，所述计数器的计算次数由所述粗延时确定。

在一可实施方式中，所述第二延时单元包括多个可编程门电路，用于对所述第一延时单元输入的脉冲信号进行延时传输，其中，所述可编程门电路的个数由所述细延时确定。

在一可实施方式中，所述装置还包括：脉冲鉴别和整形单元，用于使得待输入所述第一延时单元的脉冲信号经过鉴别和整形之后，输入所述第一延时单元。

在一可实施方式中，所述装置还包括：温度检测单元，用于检测工作环境温度，并输入所述延时控制器以获得温度补偿时间。

在一可实施方式中，所述延时控制器包括：

温度补偿寄存器，用于存放所获取的温度补偿时间；

预期延时寄存器，用于存放固定延时；

计算模块，用于根据预期延时获得粗延时和细延时，并根据粗延时计算出计数器的计数次数，以及根据细延时计算出可编程门电路的数量；

计数次数寄存器，用于存放所计算出的计数器的计数次数；

皮秒补偿寄存器，用于存放所计算出的可编程门电路的数量。

根据本公开的第二方面，提供了一种脉冲延时方法，用于飞行时间质谱仪，所述方法包括：

根据预期延时获得粗延时和细延时；

利用基准时钟提供驱动，并根据所述粗延时对输入的脉冲信号进行延时后输出；

根据所述细延时对经过所述粗延时之后的脉冲信号进行延时。

在一可实施方式中，所述根据预期延时获得粗延时和细延时，包括：