本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種雙模信號控制器、信號處理方法及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、單光子探測器（spad）是一種超低噪聲器件，增強的靈敏度使其能夠探測到光子。單光子探測器在生物光子學(xué)、醫(yī)學(xué)影像、非破壞性材料檢查、安全與監(jiān)視、視覺與導(dǎo)航、量子成像以及加密系統(tǒng)等方面取得廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有探測器門控能力存在以下問題：

2、1.部分近紅外探測器或激光器無門控能力，或需要外部接入門控器，尤其是小型化探測設(shè)備。

3、例如，使用具有10mhz重頻的激光器時，為了精確控制激光的發(fā)射時間，并確保它與探測器的接收窗口相匹配，須將其與同頻率的外部門控器同步。由于探測器很容易飽和，現(xiàn)有技術(shù)通常使用外接門控器。在非視域近紅外探測的應(yīng)用中，如果首次回波過強，會導(dǎo)致后續(xù)的回波無法檢測。具體而言，spad?探測器在接收到每一個激光脈沖時，只能檢測到0或1個光子，并進入一段死時間，這期間探測器無法檢測其他光子。這一死時間是由光子觸發(fā)的雪崩事件引起的，探測器需要時間來恢復(fù)。由于spad基于泊松統(tǒng)計模型，非波動模型，較強的初次光信號（一次回波）可能導(dǎo)致探測器飽和，從而使后續(xù)較弱的回波（三次回波）在探測器未恢復(fù)前到達，因此無法檢測。導(dǎo)致探測到的信號可能不完全是由三次回波構(gòu)成的。

4、2.缺失降頻處理能力。

5、現(xiàn)有的探測器，如?aurea?和?mpd?提供的型號，通常沒有內(nèi)置的降頻處理能力。這些探測器在應(yīng)對高重復(fù)頻率的激光器時可能遇到挑戰(zhàn)，特別是當(dāng)激光器的重復(fù)頻率接近或超過探測器的最大響應(yīng)速率時。由于探測器具有固有的死時間，在每次檢測到光子后需要短暫的恢復(fù)期，這期間無法檢測新的光子。因此，如果激光器的重復(fù)頻率太高，可能會與探測器的死時間產(chǎn)生不匹配，引起時間上的微小差異，這可能導(dǎo)致在死時間內(nèi)部分激光信號被遺漏，增加了底噪并影響信號探測的準(zhǔn)確性。

6、探測器的降頻處理能力問題：

7、現(xiàn)有的探測器如aurea和mpd，不具備降頻處理功能。這意味著它們無法自動調(diào)整以匹配入射激光的重頻。

8、激光器重頻與探測器死時間不匹配問題：

9、激光器的重頻，例如10mhz，對應(yīng)的周期是100?ns，而探測器的死時間較長，例如5μs，即5000ns。在探測器的死時間內(nèi)，激光器仍然發(fā)射脈沖，但由于探測器無法在此期間檢測到任何信號，這些額外的脈沖會轉(zhuǎn)變?yōu)榈自?，影響整體的信號清晰度。

10、3.無精細控制能力。

11、現(xiàn)有的探測器的門控模塊缺乏精細化控制能力，通常只能對整體探測信號進行統(tǒng)一控制。例如調(diào)節(jié)門寬或延時，而無法實現(xiàn)對每個點射信號的個別控制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種雙模信號控制器、信號處理方法及存儲介質(zhì)，用以至少部分解決探測器存在的上述問題。

2、一方面，本發(fā)明提供一種雙模信號控制器，所述雙模信號控制器包括信號處理單元、控制單元、延時調(diào)節(jié)支路、分頻調(diào)節(jié)支路和輸出單元：

3、所述信號處理單元，用于根據(jù)從控制單元獲得的與目標(biāo)脈沖信號對應(yīng)的第一信號強度閾值和第一脈寬閾值對輸入的脈沖信號進行匹配，得到目標(biāo)脈沖信號；將目標(biāo)脈沖信號分束成第一脈沖信號和第二脈沖信號，并分別傳輸至延時調(diào)節(jié)支路和分頻調(diào)節(jié)支路；

4、所述延時調(diào)節(jié)支路，用于對所述第一脈沖信號進行延時調(diào)節(jié)并輸出；

5、所述分頻調(diào)節(jié)支路，用于對所述第二脈沖信號進行分頻調(diào)節(jié)并輸出；

6、所述輸出單元，用于將所述延時調(diào)節(jié)支路和所述分頻調(diào)節(jié)支路輸出的脈沖信號進行邏輯或處理并輸出。

7、可選地，所述信號處理單元設(shè)置有比較器電路和觸發(fā)器電路；所述信號處理單元和所述控制單元之間設(shè)置有數(shù)字電位器；所述控制單元通過第一數(shù)字電位器輸出兩路不同電壓，將兩路不同電壓加載到比較器電路用以控制第一信號強度閾值以及通過觸發(fā)器電路控制第一脈寬閾值。

8、可選地，所述延時調(diào)節(jié)支路包括第一延時調(diào)節(jié)模塊和第一波形調(diào)整模塊；

9、所述第一延時調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)從控制單元獲得的與目標(biāo)脈沖信號對應(yīng)的延時值，對所述第一脈沖信號進行延時處理并輸出；

10、所述第一波形調(diào)整模塊，用于根據(jù)從控制單元獲得的與目標(biāo)脈沖信號對應(yīng)的第二信號強度閾值和第二脈寬閾值，對所述第一延時調(diào)節(jié)模塊輸出的脈沖信號進行調(diào)整并輸出；該輸出的脈沖信號為所述延時調(diào)節(jié)支路輸出的脈沖信號。

11、可選地，所述第一延時調(diào)節(jié)模塊包括兩個延時芯片；通過兩個延時芯片以設(shè)置延時值范圍為40-170ns。

12、可選地，所述第一波形調(diào)整模塊設(shè)置有比較器電路和觸發(fā)器電路。

13、可選地，所述分頻調(diào)節(jié)支路包括分頻處理模塊、第二延時調(diào)節(jié)模塊和第二波形調(diào)整模塊；

14、所述分頻處理模塊，用于根據(jù)從控制單元獲得的與目標(biāo)脈沖信號對應(yīng)的分頻倍數(shù)，對所述第二脈沖信號進行分頻處理并輸出；

15、所述第二延時調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)從控制單元獲得的與目標(biāo)脈沖信號對應(yīng)的延時值，對所述分頻處理模塊輸出的脈沖信號進行延時處理并輸出；

16、所述第二波形調(diào)整模塊，用于根據(jù)從控制單元獲得的與目標(biāo)脈沖信號對應(yīng)的第二信號強度閾值和第二脈寬閾值，對所述第二延時調(diào)節(jié)模塊輸出的脈沖信號進行調(diào)整并輸出；該輸出的脈沖信號為所述分頻調(diào)節(jié)支路輸出的脈沖信號。

17、可選地，所述雙模信號控制器包括指令模式和脈沖模式；所述控制單元中設(shè)置有參數(shù)配置表；

18、在指令模式下，所述控制單元用于接收外部的交互指令，根據(jù)交互指令設(shè)置目標(biāo)脈沖信號的控制參數(shù)；

19、在脈沖模式下，所述控制單元用于檢測并記錄脈沖輸入接口輸入進來的脈沖數(shù)，在每個脈沖累加進來時，調(diào)用所述參數(shù)配置表中所述脈沖數(shù)關(guān)聯(lián)的配置參數(shù)，用以設(shè)置目標(biāo)脈沖信號的控制參數(shù)；所述控制參數(shù)包括第一信號強度閾值、第一脈寬閾值、第二信號強度閾值、第二脈寬閾值、分頻倍數(shù)和延時值。

20、另一方面，本發(fā)明還提供一種雙模信號控制器的信號處理方法，所述雙模信號控制器的信號處理方法包括：

21、根據(jù)獲得的與目標(biāo)脈沖信號對應(yīng)的第一信號強度閾值和第一脈寬閾值對輸入的脈沖信號進行匹配，得到目標(biāo)脈沖信號；將目標(biāo)脈沖信號分束成第一脈沖信號和第二脈沖信號；

22、對所述第一脈沖信號進行延時調(diào)節(jié)并輸出；

23、對所述第二脈沖信號進行分頻調(diào)節(jié)并輸出；

24、將延時調(diào)節(jié)并輸出的脈沖信號和分頻調(diào)節(jié)并輸出的脈沖信號進行邏輯或處理并輸出。

25、可選地，所述雙模信號控制器包括指令模式和脈沖模式；所述雙模信號控制器的信號處理方法，還包括：

26、在指令模式下，接收外部的交互指令，根據(jù)交互指令設(shè)置目標(biāo)脈沖信號的控制參數(shù)；

27、在脈沖模式下，檢測并記錄脈沖輸入接口輸入進來的脈沖數(shù)，在每個脈沖累加進來時，調(diào)用所述參數(shù)配置表中所述脈沖數(shù)關(guān)聯(lián)的配置參數(shù)，用以設(shè)置目標(biāo)脈沖信號的控制參數(shù)；所述控制參數(shù)包括第一信號強度閾值、第一脈寬閾值、第二信號強度閾值、第二脈寬閾值、分頻倍數(shù)和延時值。

28、再一方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有雙模信號控制器的信號處理程序，所述雙模信號控制器的信號處理程序可被至少一個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)如上任一項雙模信號控制器的信號處理方法的步驟。

29、本發(fā)明通過信號處理單元、控制單元、延時調(diào)節(jié)支路、分頻調(diào)節(jié)支路和輸出單元的配合，實現(xiàn)了對輸入信號的延時和分頻能力，有助于使配套器件工作頻率步調(diào)一致，也可以使例如激光器發(fā)射出的脈沖信號與預(yù)先設(shè)定脈寬信號的同步，也可以降低激光的重復(fù)頻率以適應(yīng)如探測器的死時間,從而達到降噪的目的。

30、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。