太赫兹线列探测器信号处理：AD转换和软件处理

发布时间：2017-05-27 12:04

  本文关键词：太赫兹线列探测器信号处理：AD转换和软件处理，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：太赫兹热释电探测技术是将变化的太赫兹光能转化成电能从而实现对太赫兹波的探测。近几年来,随着技术上的突破,太赫兹探测技术发展迅速,全球围绕太赫兹探测技术应用和产学研合作不断增多,在机场安保、无损探测、食品安全、军事、生物医学等方面取得日益广泛的应用。本论文首先设计了太赫兹热释电线列探测器的数字处理电路和相关软件;然后搭建了太赫兹能量计测试系统。论文具体研究内容如下:1、太赫兹热释电线列探测器数字处理电路设计。本论文选择FPGA加串口通信的设计方案设计了太赫兹热释电线列探测器数字处理电路,对电路各功能模块原理及结构进行了详细介绍;同时,从信号完整性方面对电路的性能进行了研究,对影响信号质量的串扰和反射因素进行了探讨。基于以上研究结果,本论文设计了太赫兹热释电线列探测器数字处理电路硬件部分。2、太赫兹热释电线列探测器软件设计。从FPGA控制端软件和电脑端控制显示界面设计两方面开展了相应研发工作,结合硬件电路,成功实现对太赫兹热释电线列探测器输出信号的采集、模数转换、数据存储以及图示化显示等功能。其中测试后数据结果表明:在一定范围内,太赫兹源辐射功率越强,界面显示的电压越大。从而达到论文预期目标。3、对太赫兹能量计进行了较为深入的研究,设计了太赫兹能量计前置放大电路,从理论上分析了元件参数选择依据;搭建了太赫兹能量计测试平台并对所研制太赫兹能量计进行了测试。测试结果表明,本论文所研制太赫兹能量计能成功实现对脉冲太赫兹辐射的能量探测,其响应率为V/J。
【关键词】：太赫兹 热释电 FPGA 能量计
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 太赫兹的简介10
• 1.2 国内外太赫兹探测器的研究进展10-12
• 1.3 太赫兹探测器的研究意义12-17
• 1.3.1 信息安全12-13
• 1.3.2 反恐13
• 1.3.3 无损检测13-14
• 1.3.4 军事领域14-15
• 1.3.5 食品安全15-16
• 1.3.6 生物医学16-17
• 1.4 本论文研究的研究意义17
• 1.5 论文的主要工作及内容安排17-18
• 第二章 太赫兹探测技术相关原理18-21
• 2.1 太赫兹探测技术原理18-19
• 2.2 热释电太赫兹探测器工作原理19-20
• 2.3 噪声等效功率20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 太赫兹探测器的性能测试研究21-27
• 3.1 太赫兹能量响应电路设计21-23
• 3.1.1 前置放大电路21-22
• 3.1.2 脉冲响应理论分析22-23
• 3.1.3 前置放大器参数选择23
• 3.2 太赫兹能量响应测试23-26
• 3.2.1 测试平台搭建23-24
• 3.2.2 测试结果及讨论24-26
• 3.3 本章小结26-27
• 第四章 太赫兹线列探测器后端电路设计27-54
• 4.1 线列探测器27-28
• 4.2 模拟放大28-29
• 4.3 ADC模块设计29-33
• 4.4 控制芯片FPGA（Field－Programmable Gate Array）33-38
• 4.4.1 FPGA芯片的电路功能33-34
• 4.4.2 FPGA芯片选择34
• 4.4.3 FPGA的配置34-38
• 4.5 其他模块设计38-42
• 4.5.1 显示模块38-39
• 4.5.2 串口通信电路39-40
• 4.5.3 供电模块40-41
• 4.5.4 复位电路41-42
• 4.5.5 晶振电路42
• 4.6 实际硬件设计过程所遇问题及解决42-47
• 4.6.1 信号完整性（SI）分析42-44
• 4.6.2 PCB走线仿真44-47
• 4.7 FPGA端软件设计47-50
• 4.7.1 开发软件的选用47-48
• 4.7.2 ADC模块控制程序和串口数据处理程序48-49
• 4.7.3 LCD驱动程序设计49-50
• 4.8 电脑端软件设计50-53
• 4.9 噪声分析53
• 4.10 本章小结53-54
• 第五章 结论与展望54-55
• 5.1 结论54
• 5.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 硕士期间取得的成果59-60

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