針對特定的多通道光譜采集要求,設計一套使用線陣CCD TCD1304的多通道光譜采集電路系統(tǒng)。該系統(tǒng)以STM32F407為主控芯片,由多通道16位精度的ADS8555芯片完成對CCD輸出信號的A/D模數(shù)轉換,采用FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)完成CCD時序與A/D模數(shù)轉換時序驅動,最終通過串口與上位機進行通信,實時顯示采集光譜數(shù)據(jù)。實驗測試結果表明,在同等噪聲水平下,CCD的積分時間為1s,以四通道采集進行有效性驗證,該系統(tǒng)實現(xiàn)了四通道的光譜采集及數(shù)據(jù)傳輸,達到了預期設計要求�；贔PGA與STM32的光譜采集系統(tǒng)不僅具有良好的驅動CCD工作能力,而且具有較好的光譜采集效果,精度高、數(shù)據(jù)傳輸量大,可拓展到其它型號的CCD,具有較高的應用價值。

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【部分圖文】：

圖1 系統(tǒng)結構

在應用到多通道CCD時，F(xiàn)PGA輸出時序可經(jīng)過分線器輸出多路CCD驅動時序，本系統(tǒng)使用4路CCD驅動時序同時工作，A/D模數(shù)轉換的同時采集4通道CCD的輸出數(shù)據(jù)。最終經(jīng)過STM32的DMA(DirectionalMemoryAccess，直接內存訪問）觸發(fā)接收到的4路采集數(shù)據(jù)....

圖2 CCD工作驅動時序

系統(tǒng)采用TOSHIBA公司的TCD1304DG線陣CCD傳感器。該型號CCD具有靈敏度高、暗電流低的優(yōu)點，具有3648個像素，需要3路驅動控制信號ΦM、ICG、SH，其中ΦM為主時鐘脈沖信號，ICG是積分控制信號，SH是轉移柵信號[14]。CCD有兩種驅動模式：(1)一個CCD采....

圖3 TCD1304驅動時序

為使CCD正常輸出采集信號，應保證FPGA輸入正確的CCD驅動時序。本設計中的TCD1304DG有較為嚴格的驅動時序：ICG下降沿要求比SH上升沿至少提前100ns，以保證在電荷轉移之前光敏元件和模擬移位寄存器能夠導通，使光敏元件接收到光強信號而產生的光生電子全部進入模擬移位寄存....

圖4 AD并行讀數(shù)時序

系統(tǒng)采用TexasInstruments公司的ADS8555模數(shù)轉換AD芯片，該型AD支持6通道采樣，16bit高精度，高速采集低功耗，并且有串行和并行兩種輸出工作模式。對于并行輸出模式只需兩種時序就可使其工作，分別是轉換選通時序CONVST＿X和讀出時序RD，如圖4所示。其中....

本文編號：4028313