發(fā)布時(shí)間：2017-10-15 23:27

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的高速光譜儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 高速光譜采集 紅外成像 FPGA USB 1394b

【摘要】：高速光譜采集系統(tǒng)是信號(hào)與信息處理系統(tǒng)的重要組成部分,隨著紅外成像技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對(duì)紅外采集系統(tǒng)的采集速度和精度的要求也越來(lái)越高,對(duì)高速光譜儀采集系統(tǒng)研究的重要性日益凸顯。而要解決高分辨率、高精度等問(wèn)題,對(duì)電路設(shè)計(jì)、高速ADC技術(shù)指標(biāo)、電路抗干擾性能等要求必然會(huì)提高。因此,本論文提出的一種基于FPGA的高速光譜儀技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。FPGA靈活的配置與驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法,并且可以實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的完全同步控制,特別適合控制同步采集,給設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的便利。本論文解決方案以FPGA器件為核心,14-bit高精度ADC作為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,使用USB和1394b作為通信接口。模擬前端探測(cè)器信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)中,根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求提出合理的設(shè)計(jì)方案,經(jīng)過(guò)核心器件對(duì)比選型、電路原理框圖設(shè)計(jì)、最終設(shè)計(jì)出各模塊原理圖。設(shè)計(jì)中更多的考慮了ADC電路的穩(wěn)定性,從選型、電路設(shè)計(jì)到噪聲抑制都做了充分的考慮。數(shù)據(jù)采集卡的核心控制芯片是Altera Cyclone IV系列的FPGA。FPGA內(nèi)部嵌入NIOS II軟核處理器,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)便。最終設(shè)計(jì)高速光譜儀可對(duì)512像元進(jìn)行采樣,采樣幀率可達(dá)1000幀/秒,采樣精度13-bit,并且有USB和1394b接口,使系統(tǒng)應(yīng)用范圍更加廣泛。
【關(guān)鍵詞】：高速光譜采集 紅外成像 FPGA USB 1394b
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-11
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表11-14
• 第一章 緒論14-18
• 1.1 紅外焦平面陣列的發(fā)展14-15
• 1.2 紅外熱成像技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀15
• 1.3 本論文的主要研究工作15-18
• 第二章 紅外探測(cè)器的研究18-28
• 2.1 紅外成像系統(tǒng)原理18-19
• 2.2 紅外焦平面陣列19-20
• 2.3 紅外探測(cè)器相關(guān)參數(shù)20-22
• 2.4 LUXELL FPA相關(guān)特性研究22-26
• 2.4.1 LUXELL FPA幾何結(jié)構(gòu)22-24
• 2.4.2 LUXELL FPA光譜響應(yīng)特性24-26
• 2.5 LUXELL FPA的讀出方式26-28
• 第三章 LUXELL FPA讀出電路的研究28-50
• 3.1 LUXELL FPA讀出電路設(shè)計(jì)參數(shù)28-30
• 3.2 讀出電路理論分析30-35
• 3.2.1 讀出電路的基本原理30-31
• 3.2.2 讀出電路理論分析31-35
• 3.3 讀出電路結(jié)構(gòu)35-36
• 3.4 行、列掃描電路設(shè)計(jì)36-50
• 3.4.1 行掃描電路36-37
• 3.4.2 列掃描電路37-39
• 3.4.3 偏壓、積分電路39-41
• 3.4.4 AD采樣電路41-50
• 第四章 數(shù)字控制及接口電路設(shè)計(jì)與仿真50-68
• 4.1 FPGA控制與仿真50-52
• 4.2 USB接口電路設(shè)計(jì)仿真52-58
• 4.3 1394b接口電路設(shè)計(jì)與仿真58-63
• 4.3.2 PCI9054的物理接口60
• 4.3.3 PCI9054的工作模式60-63
• 4.4 制冷片恒溫控制電路設(shè)計(jì)63-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 總結(jié)68
• 5.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 致謝72-74
• 作者簡(jiǎn)介74-75

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