基于SOPC的PEM干涉信号高速数据处理技术研究

发布时间：2020-05-31 01:36

【摘要】：弹光调制型光谱仪具备高速、高灵敏度、高抗震性、宽光谱等特性,其在国防建设、环境监测、宇宙探测等方面具有宽泛的运用前景。弹光调制型光谱仪的调制器件--弹光调制器,具备调制频率高、非线性光程差的特性。另外,调制后的干涉信号由于受到光源、模数转换器采样率及零光程差点不精确捕捉等限制,使得探测光谱与实际光谱特性不一致。因此,如何完成弹光调制干涉信号的切趾、相位误差校正及非均匀快速傅里叶变换(Nonuniform Fast Fourier Transform,NUFFT)等处理,对整个干涉信号数据处理技术研究非常有必要。本论文在对弹光调制傅里叶变换技术、非均匀干涉信号处理技术、高速数据处理技术分析的基础上,研究了片上可编程(System On a Programmable Chip,SOPC)弹光调制干涉信号高速数据处理技术,包含切趾、相位误差校正、NUFFT算法。针对弹光调制干涉信号在实践操作中零光程差点及相位偏移的现象,研究了汉宁窗切趾后的Mertz法相位误差校正技术,该方法复杂度较低且能够准确实现干涉信号相位误差校正;针对非线性驱动作用下干涉信号相位非线性的特点,研究了高斯核函数插值的NUFFT算法,在核函数参数值一定的情况下,该算法可以准确实现弹光调制干涉信号光谱重建。选用Xilinx公司Spartan6系列的XC6SLC150T-3FGG676C芯片与内嵌的Micro Blaze微处理器软核,实现了嵌入式弹光调制干涉信号切趾、Mertz法相位误差校正、NUFFT算法等处理技术研究。通过搭建弹光调制干涉信号测试平台,对复色光源调制后的干涉信号进行切趾、相位误差校正、NUFFT等处理验证测试,测试结果表明,该系统不仅可以对最大光程差为69.6μm的干涉信号进行高速数据处理,且具有更高的集成性能。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH744.1

【参考文献】

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本文编号：2689055