【摘要】：隨著MOS型集成電路的發(fā)展成熟,作為一種新型MOS型集成電路CCD器件也得到迅速發(fā)展、廣泛應(yīng)用。CCD器件是一種固體化器件,具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、壽命長(zhǎng)、空間分辨率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展,CCD被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,涉及到航空航天、廣播攝像、工業(yè)視覺(jué)、尺寸測(cè)量等眾多領(lǐng)域。為了提高線陣CCD的測(cè)量精度,本文設(shè)計(jì)了一款低噪聲測(cè)量系統(tǒng),并從硬件和軟件兩個(gè)方面處理系統(tǒng)噪聲。CCD輸出的模擬信號(hào)傳輸至AD中,經(jīng)過(guò)相關(guān)雙采樣處理降低復(fù)位噪聲。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸至FPGA中,經(jīng)低通濾波器進(jìn)一步去噪后,通過(guò)FPGA內(nèi)部緩存器上傳至上位機(jī)中顯示。本文對(duì)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行了詳細(xì)分析,并針對(duì)這些噪聲給出了相應(yīng)的濾除方法。對(duì)于CCD信號(hào)噪聲,我們采用相關(guān)雙采樣處理;對(duì)于供電電源噪聲,我們使用EMI濾波器;對(duì)于數(shù)字地與模擬地之間的干擾,我們使用0歐電阻進(jìn)行隔離;對(duì)于數(shù)字信號(hào)中的高頻噪聲,我們使用低通濾波器進(jìn)行濾除。系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計(jì)包括時(shí)序功能模塊、濾波功能模塊和數(shù)據(jù)傳輸功能模塊。用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)CCD和AD正常工作所需要的驅(qū)動(dòng)時(shí)序進(jìn)行設(shè)計(jì),用Matlab軟件并結(jié)合FPGA設(shè)計(jì)一款適合本系統(tǒng)使用的低通濾波器,濾波后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)內(nèi)嵌存儲(chǔ)器緩存后,并將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù),再由串口上傳至上位機(jī)中。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)量與分析,搭建雙縫衍射實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)接收到的CCD時(shí)域信號(hào)進(jìn)行觀察。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,本系統(tǒng)噪聲控制較好,基本達(dá)到了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最初目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN386.5

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本文編號(hào)：2583909