光電直讀光譜儀是鋼鐵工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的金屬分析檢測(cè)儀器。傳統(tǒng)的直讀光譜儀采用光電倍增管作為光接收器件,體積龐大笨重、工作條件苛刻、操作復(fù)雜,檢測(cè)時(shí)需要轉(zhuǎn)換通道來(lái)完成光譜掃描,難以得到推廣。線陣CCD具有尺寸小、檢測(cè)靈敏度高、光譜范圍寬、可同時(shí)多通道采樣的優(yōu)點(diǎn),為光譜分析技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)新的方向。本文針對(duì)直讀光譜儀的設(shè)計(jì)需求,結(jié)合線陣CCD圖像采集和嵌入式軟、硬件技術(shù),對(duì)CCD直讀光譜儀的光譜信號(hào)采集與處理做了深入研究。從系統(tǒng)工作的整個(gè)過程中選擇三個(gè)重點(diǎn)問題進(jìn)行研究:自動(dòng)曝光調(diào)整輸出信號(hào)、多通道數(shù)據(jù)采集、噪聲干擾分析與處理。分析CCD信號(hào)電壓與曝光時(shí)間的關(guān)系,結(jié)合電子快門的特性,設(shè)計(jì)了自動(dòng)曝光調(diào)整電路,通過自動(dòng)改變積分時(shí)間調(diào)整CCD輸出,使信號(hào)保持在最佳的探測(cè)范圍。分析CCD的量化處理過程,結(jié)合數(shù)模轉(zhuǎn)換器、FPGA、SRAM,設(shè)計(jì)了多通道CCD輸出模擬信號(hào)采集與緩存方案,同時(shí)采集各通道的光譜信號(hào)并存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器。分析直讀光譜儀中信號(hào)采集系統(tǒng)存在的電磁干擾與噪聲,并設(shè)計(jì)解決方案。對(duì)于環(huán)境中的電磁干擾,采用大面積接地、PCB布局、硬件屏蔽技術(shù)等方式濾除;對(duì)于噪聲,分別采用均值濾波、小波... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究背景
    1.2 直讀光譜儀的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 論文研究意義及主要研究工作
2 CCD的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用
    2.1 CCD的基本工作原理
    2.2 CCD的特點(diǎn)
    2.3 CCD的分類
    2.4 CCD的特性參數(shù)
    2.5 CCD的噪聲
    2.6 CCD在直讀光譜測(cè)量中的應(yīng)用
    2.7 本章小結(jié)
3 CCD自動(dòng)曝光調(diào)整
    3.1 自動(dòng)曝光調(diào)整原理
    3.2 自動(dòng)曝光調(diào)整方案
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
4 多通道CCD信號(hào)數(shù)據(jù)采集
    4.1 電路要求
    4.2 CCD信號(hào)的量化
    4.3 SRAM緩存電路
    4.4 多路信號(hào)緩存器設(shè)計(jì)
    4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
5 噪聲干擾分析與處理
    5.1 采集系統(tǒng)的電磁干擾
    5.2 采集系統(tǒng)的噪聲
    5.3 隨機(jī)信號(hào)的去噪方法
    5.4 去噪算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄2 FPGA部分代碼


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高精度小信號(hào)峰值檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)[J]. 全麗希,李躍忠,熊永康.  儀表技術(shù). 2014(07)
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碩士論文
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[4]CCD光譜測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及信號(hào)數(shù)字化處理[D]. 夏若彬.浙江大學(xué) 2007
[5]高速低功耗嵌入式SRAM研究與設(shè)計(jì)[D]. 姚其爽.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[6]EMI電源濾波器的設(shè)計(jì)和研究[D]. 王麗.北京交通大學(xué) 2007
[7]CCD信號(hào)數(shù)據(jù)采集及處理[D]. 顏偉彬.華中科技大學(xué) 2004
[8]CCD降噪技術(shù)的研究[D]. 王利剛.燕山大學(xué) 2003



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