利用线阵CCD进行实时测量的研究

发布时间：2020-03-01 02:30

【摘要】：随着MOS型集成电路的发展成熟,作为一种新型MOS型集成电路CCD器件也得到迅速发展、广泛应用。CCD器件是一种固体化器件,具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、寿命长、空间分辨率高等诸多优点。经过几十年的不断发展,CCD被广泛应用于各个领域,涉及到航空航天、广播摄像、工业视觉、尺寸测量等众多领域。为了提高线阵CCD的测量精度,本文设计了一款低噪声测量系统,并从硬件和软件两个方面处理系统噪声。CCD输出的模拟信号传输至AD中,经过相关双采样处理降低复位噪声。转换后的数字信号传输至FPGA中,经低通滤波器进一步去噪后,通过FPGA内部缓存器上传至上位机中显示。本文对系统噪声进行了详细分析,并针对这些噪声给出了相应的滤除方法。对于CCD信号噪声,我们采用相关双采样处理;对于供电电源噪声,我们使用EMI滤波器;对于数字地与模拟地之间的干扰,我们使用0欧电阻进行隔离;对于数字信号中的高频噪声,我们使用低通滤波器进行滤除。系统软件方面的设计包括时序功能模块、滤波功能模块和数据传输功能模块。用Verilog HDL语言对CCD和AD正常工作所需要的驱动时序进行设计,用Matlab软件并结合FPGA设计一款适合本系统使用的低通滤波器,滤波后的数字信号通过内嵌存储器缓存后,并将并行数据转换为串行数据,再由串口上传至上位机中。最后对系统进行了测量与分析,搭建双缝衍射实验平台,对接收到的CCD时域信号进行观察。通过实验表明,本系统噪声控制较好,基本达到了实验设计的最初目标。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN386.5

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本文编号：2583909