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公开(公告)号：CN109765778A
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201811493512.0
申请日：2018-12-07
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公开了一种时间-模拟转换电路及单光子飞行时间测量方法，该电路包括信号输入逻辑单元、计时单元、电压保持单元以及读出单元。信号输入逻辑单元将光子信号转换为逻辑电平，其输入端分别接收光子信号、开始信号和停止信号，其输出端接计时单元的输入端；计时单元包括提供稳定充电电流的电流镜结构、提供电流源的电流镜结构以及计时电容，计时电容开始计时后其极板电压随时间线性增加；电压保持单元用于保持计时电容极板电压，其输入端连接计时单元的输出端，其输出端接读出单元，读出单元读出极板电压信号。本发明的制造工艺和CMOS工艺兼容，制造成本低、成品率高。同时该时间-模拟转换电路还具备高填充因子、高分辨率、大测量范围的优点。
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公开(公告)号：CN107317576A
公开(公告)日：2017-11-03
申请号：CN201710376518.9
申请日：2017-05-25
Applicant: 南京邮电大学
IPC: H03K19/00 , H03K19/003 , H03K19/0175
Abstract: 一种用于霍尔传感器的八相旋转电流电路，本发明公开了一种基于电流输出模式的八相旋转电流电路及其动态失调消除方法。八相旋转电流电路由32只NMOS管构成，其中16只尺寸相同的NMOS管控制偏置电流输入和输出的方向，另外16只尺寸相同的NMOS管控制霍尔信号和失调信号的输出极性。45°旋转对称结构的八孔霍尔器件在八相顺序时钟的控制下进行八相旋转电流操作，输出极性不变的霍尔信号和极性发生变化的失调信号。本发明提出的动态失调消除技术方案简单，电路易于实现，利用八相旋转电流调制过程中输出极性变化的失调信号和极性不变的霍尔信号，通过后续的电流积分放大，采样/保持和相减操作，可有效消除霍尔器件的失调，可获得非常低的残余失调。
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公开(公告)号：CN106656166B
公开(公告)日：2023-09-26
申请号：CN201611128260.2
申请日：2016-12-09
Applicant: 南京邮电大学
IPC: H03K23/80
Abstract: 本发明公开了一种应用于SPAD探测器的高计数范围的模拟计数电路。该电路由一个计数电容C、1个电阻R和15个MOS管组成，其中NMOS管MN3和MN4，PMOS管MP6，MP7，MP8和MP9以及电阻R构成一个Cascode偏置电路，为计数电路提供偏置，同时该偏置电路还为计数电路的输出跟随器提供了一个电流源负载，保证了计数器的线性输出，该偏置电路还为限流PMOS管MP2提供了一个较高电平的偏置电压，在计数电容充电的支路上起到了一个限制导通电流过大的作用。本发明还提出一种利用上述应用于SPAD探测器的高计数范围的模拟计数电路进行计数的方法，其包含复位阶段，计数阶段和读出阶段三和阶段。本发明可以降低电容面积，且计数范围大，本发明还具有像素单元的填充系数高的优点。
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公开(公告)号：CN109374139B
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN201810959526.0
申请日：2018-08-22
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G01J11/00
Abstract: 本发明公开了一种单光子飞行时间检测电路，该电路包括转换控制逻辑单元，时间‑模拟转换单元和n位数字计时/计数单元。外部单光子探测器输出的外部光子雪崩信号作为转换控制逻辑单元的输入和n位数字计时/计数单元的输入，转换控制逻辑单元的第一输出端接时间‑模拟转换单元的输入，转换控制逻辑单元的第二输出端接n位数字计时/计数单元的控制输入，时间‑模拟转换单元输出光子飞行时间模拟信号，n位数字计时/计数单元输出n位计时/计数信号。本发明同时公开了一种使用该单光子飞行时间检测电路进行光子飞行时间测量的方法。本发明结合了时间‑数字转换和时间‑模拟转换的优势，可以在锁相环时钟频率较低时获得极高的时间分辨率，并显著扩大了光子飞行时间的测量范围。
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公开(公告)号：CN106931995B
公开(公告)日：2020-04-14
申请号：CN201710197130.2
申请日：2017-03-29
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G01D5/14
Abstract: 本发明公开了一种基于电流输出模式的四相旋转电流电路和方法，该方法采用四相旋转电流调制‑电流积分放大‑双相关采样解调‑低通滤波的工作原理，将四相旋转电流动态失调消除的过程分为两次二次二相旋转电流的操作，通过控制四相旋转电流输出霍尔电流信号和失调电流信号的极性，采用电流积分和相关双采样解调操作，进行两次霍尔失调消除，可获得极低的残余失调。本发明利用四相旋转电流调制器输出不同极性的霍尔信号与失调信号，使用电流积分放大器和相关双采样解调器进行两次失调的消除，获得极低的残余失调。本发明采用电流模式的信号调理电路通过电流积分放大器将微小的霍尔电流转换成放大的电压输出，具有很强的抗干扰能力和低的功耗。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108007584B
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201711090809.8
申请日：2017-11-08
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G01J11/00
Abstract: 本发明公开了基于单光子雪崩二极管探测器的快速荧光寿命成像方法，该方法利用单光子雪崩二极管作为探测器件，通过离散与混叠复用的探测窗口进行光子采样。通过蒙特卡罗仿真的原理，拟合出荧光衰减曲线，计算出荧光寿命。整个电路工作分为探测的准备阶段、探测阶段和读出阶段。在探测阶段，激光使待测样品荧光激发，利用控制SPAD的工作状态以及门控选通信号控制光子引起的雪崩脉冲的选通来实现离散与混叠混用的窗口探测，并将探测的数据记录下来。本发明利用离散与混叠复用的探测方法能够扩大时间探测窗口法的最佳探测范围，减少了探测误差。在每个像素单元集成了两个计数模块，使其在单次荧光激发后能够采样两组数据，能够有效的提高成像速度。
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公开(公告)号：CN109374139A
公开(公告)日：2019-02-22
申请号：CN201810959526.0
申请日：2018-08-22
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G01J11/00
Abstract: 本发明公开了一种单光子飞行时间检测电路，该电路包括转换控制逻辑单元，时间-模拟转换单元和n位数字计时/计数单元。外部单光子探测器输出的外部光子雪崩信号作为转换控制逻辑单元的输入和n位数字计时/计数单元的输入，转换控制逻辑单元的第一输出端接时间-模拟转换单元的输入，转换控制逻辑单元的第二输出端接n位数字计时/计数单元的控制输入，时间-模拟转换单元输出光子飞行时间模拟信号，n位数字计时/计数单元输出n位计时/计数信号。本发明同时公开了一种使用该单光子飞行时间检测电路进行光子飞行时间测量的方法。本发明结合了时间-数字转换和时间-模拟转换的优势，可以在锁相环时钟频率较低时获得极高的时间分辨率，并显著扩大了光子飞行时间的测量范围。
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公开(公告)号：CN106931995A
公开(公告)日：2017-07-07
申请号：CN201710197130.2
申请日：2017-03-29
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G01D5/14
Abstract: 本发明公开了一种基于电流输出模式的四相旋转电流电路和方法，该方法采用四相旋转电流调制‑电流积分放大‑双相关采样解调‑低通滤波的工作原理，将四相旋转电流动态失调消除的过程分为两次二次二相旋转电流的操作，通过控制四相旋转电流输出霍尔电流信号和失调电流信号的极性，采用电流积分和相关双采样解调操作，进行两次霍尔失调消除，可获得极低的残余失调。本发明利用四相旋转电流调制器输出不同极性的霍尔信号与失调信号，使用电流积分放大器和相关双采样解调器进行两次失调的消除，获得极低的残余失调。本发明采用电流模式的信号调理电路通过电流积分放大器将微小的霍尔电流转换成放大的电压输出，具有很强的抗干扰能力和低的功耗。
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公开(公告)号：CN106712752A
公开(公告)日：2017-05-24
申请号：CN201611127824.0
申请日：2016-12-09
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公开了一种用于单光子雪崩二极管探测器的淬灭复位电路，复位电路包括三部分：淬灭回路，由5个MOS管组成，这5个MOS管构成了一个对a节点电压变化的正反馈电路；复位回路，由17个MOS管组成；雪崩信号输出部分，由8个MOS管组成。本发明的优点是淬灭复位电路可靠性高，由于采用具有高阈值电平的施密特触发器，确保了SPAD探测器产生的雪崩电流被充分淬灭之后才进行复位操作。而且，本发明电路产生的雪崩脉冲波形质量较高，通过一个或非门将雪崩信号变成窄脉冲，之后两级反相器将这窄脉冲整形之后作为最终输出雪崩脉冲，使得输出脉冲更加陡直，易于计数电路的处理。
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公开(公告)号：CN106657829A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201611127998.7
申请日：2016-12-09
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公开了一种针对高密度SPAD阵列级模拟信号的读出电路和读出方法。电路包含格雷码发生器、3‑8地址译码器、行地址译码器、行局部复位控制电路、多路选择器、相关双采样、模数转换器、时钟和若干像素单元。格雷码发生器为行地址译码器、3‑8地址译码器、多路选择器提供计数信号，行地址译码器通过格雷码控制，输出选通某一行并对其进行操作，全局复位信号、局部复位信号和行地址译码器输出端接在行局部复位控制电路。多路选择器将其输入的8列信号依次选择输出到相关双采样电路，由格雷码发生器提供3位的选通信号，在读出时与多路选择器接相同的控制信号，与行局部复位控制电路配合可以进行局部复位。本发明可以大大减小芯片面积，可以降低噪声。
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