利用線陣CCD進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的研究.pdf

1、隨著MOS型集成電路的發(fā)展成熟，作為一種新型MOS型集成電路CCD器件也得到迅速發(fā)展、廣泛應(yīng)用。CCD器件是一種固體化器件，具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、壽命長(zhǎng)、空間分辨率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，CCD被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，涉及到航空航天、廣播攝像、工業(yè)視覺、尺寸測(cè)量等眾多領(lǐng)域。
　　為了提高線陣CCD的測(cè)量精度，本文設(shè)計(jì)了一款低噪聲測(cè)量系統(tǒng)，并從硬件和軟件兩個(gè)方面處理系統(tǒng)噪聲。CCD輸出的模擬信號(hào)傳輸至AD中

2、，經(jīng)過相關(guān)雙采樣處理降低復(fù)位噪聲。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸至 FPGA中，經(jīng)低通濾波器進(jìn)一步去噪后，通過FPGA內(nèi)部緩存器上傳至上位機(jī)中顯示。
　　本文對(duì)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行了詳細(xì)分析，并針對(duì)這些噪聲給出了相應(yīng)的濾除方法。對(duì)于CCD信號(hào)噪聲，我們采用相關(guān)雙采樣處理；對(duì)于供電電源噪聲，我們使用EMI濾波器；對(duì)于數(shù)字地與模擬地之間的干擾，我們使用0歐電阻進(jìn)行隔離；對(duì)于數(shù)字信號(hào)中的高頻噪聲，我們使用低通濾波器進(jìn)行濾除。
　　系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計(jì)

3、包括時(shí)序功能模塊、濾波功能模塊和數(shù)據(jù)傳輸功能模塊。用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)CCD和AD正常工作所需要的驅(qū)動(dòng)時(shí)序進(jìn)行設(shè)計(jì)，用Matlab軟件并結(jié)合 FPGA設(shè)計(jì)一款適合本系統(tǒng)使用的低通濾波器，濾波后的數(shù)字信號(hào)通過內(nèi)嵌存儲(chǔ)器緩存后，并將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，再由串口上傳至上位機(jī)中。
　　最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)量與分析，搭建雙縫衍射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)接收到的CCD時(shí)域信號(hào)進(jìn)行觀察。通過實(shí)驗(yàn)表明，本系統(tǒng)噪聲控制較好，基本達(dá)到了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最初