光源光谱测试系统的设计

发布时间：2017-08-24 06:00

  本文关键词：光源光谱测试系统的设计

  更多相关文章： USB2.0 线阵CCD CY7C68013A-56 数据采集

【摘要】：近年来,随着电子器件与计算机的高速发展和普及,传统的光谱仪器已经不能够满足人们对数据传输速度和体积上的要求,光谱分析设备正朝着微型化、便携化的方向飞速发展。本文应用TCD1304DG线阵CCD作为光谱采集系统的光电传感器,通过USB接口与PC进行通信的实时高速数据采集系统。论文主要从三部分对系统进行了分析。首先,在硬件方面,采用CY7C68013A-56与FPGA相结合的方式实现对CCD驱动和A/D转换的控制、并将存储在随机存储器中的数据通过USB接口送到PC上处理。主要内容包括:FPGA控制电路、A/D转换电路及芯片外围电路、接口电路、电源电路等硬件电路的设计。其次,在软件设计方面,主要阐述了CY7C68013A-56芯片的固件程序、设备驱动程序和主机界面程序的设计。最后,通过对采集到的可见光光谱进行去噪处理,并在MATLAB上进行了可测波长范围的推算,并计算了系统的像元分辨率,通过实验计算出波长的准确度和重复性并对系统的误差进行了分析。小型集成的电路设计方案满足了光谱仪对小型化、便携使用的特点和要求。
【关键词】：USB2.0 线阵CCD CY7C68013A-56 数据采集
【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】：TH744.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 光源光谱测试系统的研究意义及发展现状11-12
• 1.3 本课题研究的主要内容12-14
• 第二章 线性CCD光谱测试系统的基本原理14-22
• 2.1 光谱采集系统的原理14
• 2.2 CCD内部结构14-15
• 2.3 线阵CCD的基本工作机理15-19
• 2.3.1 光电转换15-16
• 2.3.2 电荷的存储16-17
• 2.3.3 转移部分17-18
• 2.3.4 输出部分18-19
• 2.4 CCD特性分析19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 USB总线技术简介22-28
• 3.1 USB简介22
• 3.2 USB总线结构22-23
• 3.3 USB总线通信流23-24
• 3.3.1 设备端23-24
• 3.3.2 管道24
• 3.4 USB数据传输类型24-27
• 3.4.1 控制传输25
• 3.4.2 同步传输25-26
• 3.4.3 中断传输26
• 3.4.4 块传输26-27
• 3.5 本章小结27-28
• 第四章 光谱测试系统的硬件方案研究与设计28-45
• 4.1 CCD电路设计28-31
• 4.1.1 CCD芯片的选择28-30
• 4.1.2 CCD驱动电路设计30
• 4.1.3 CCD时序设计30-31
• 4.2 滤波放大电路设计31-33
• 4.3 AD转换电路设计33-36
• 4.3.1 AD芯片的选择33-34
• 4.3.2 AD转换电路设计34-35
• 4.3.3 AD转换时序设计35-36
• 4.4 USB接.电路36-39
• 4.4.1 USB控制器芯片选择36-37
• 4.4.2 USB电路设计37-39
• 4.5 外围相关电路设计39-41
• 4.5.1 配置电路设计39-40
• 4.5.2 时钟电路与供电设计40-41
• 4.6 电源设计41-42
• 4.7 PCB设计42-44
• 4.8 本章总结44-45
• 第五章 光谱测试系统的软件设计研究及实现45-64
• 5.1 固件程序45-52
• 5.1.1 CY7C68013的端点45-46
• 5.1.2 从属FIFO与GPIF模式46
• 5.1.3 固件程序的设计与实现46-52
• 5.2 设备驱动程序52-56
• 5.2.1 USB数据采集系统驱动程序设计52-56
• 5.2.2 驱动程序的安装56
• 5.3 应用程序56-63
• 5.3.1 设备与主机的连接57-59
• 5.3.2 数据采集59-61
• 5.3.3 图像保存61-62
• 5.3.4 应用程序界面62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 系统光谱数据处理64-72
• 6.1 CCD噪声处理64-65
• 6.2 波长定标处理65-69
• 6.3 系统性能分析69-71
• 6.3.1 CCD像素分辨率70
• 6.3.2 波长准确度及重复性70
• 6.3.3 影响系统性能的因素70-71
• 6.4 本章小结71-72
• 第七章 总结与展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王小辉;曹一鸣;莫忠;;自动光谱测试分筛系统研制[J];中国测试;2014年04期

2 张亦弛;柯昌剑;潘登;刘德明;;基于LabVIEW的高分辨率光谱测试系统(英文)[J];光子学报;2014年07期

3 叶家福;光谱测试中的灯流调节技术[J];仪器仪表学报;1984年02期

4 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 余宇;毛振才;魏轶;刘江斌;袁秀茹;张旺强;胡小耕;马e，

本文编号：729585