基于fpga的高速光谱仪设计与实现

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1、赚《謂Ａ匈圍硕±学位论文！Ｉ雜基于ＦＰＧＡ的髙速光谱仪设计与实现作者姓名时龙飞学校导师姓名、ＥＲ疏任爱锋副教授ＢＩ企业导师姓名、职碌孙波高工ｕＪ巧请学位类别工程硕±学校代码10701学号1302121404分类号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于FPGA的高速光谱仪设计与实现作者姓名：时龙飞领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：任爱锋副教授企业导师姓名、职称：孙波高工学院：电子工程学院提交日期：2015年11月DesignandImplemen

2、tationofHighSpeedSpectrometerBasedonFPGAAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByShiLongfeiSupervisor:RenAifengAssociateProfessorNovember2015西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学

3、校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果中所罗列的内容Ｗ外；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。々一．户／：么－本人签名：日期广厂西安电子科技大学关于论文使用授权的说明目本人完全了解西

4、安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文、公布论文的全部或部分内容，允许采用影的复印件，允许查阅借腐论文；学校可Ｗ印，结合学位论文硏究成果完成的论、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，署名单位为西安电子科技大学文、发明专利等成果。保密的学位论文在。＿＿年解密后适用本授权书：《Ｖ名：械本人签名巧导师签坪之＇／’；．日期：人。１「日期川Ｊ／２分摘要摘要高速光谱采集系统是信号与信息处理系

5、统的重要组成部分，随着红外成像技术的飞速发展，人们对红外采集系统的采集速度和精度的要求也越来越高，对高速光谱仪采集系统研究的重要性日益凸显。而要解决高分辨率、高精度等问题，对电路设计、高速ADC技术指标、电路抗干扰性能等要求必然会提高。因此，本论文提出的一种基于FPGA的高速光谱仪技术应运而生。FPGA灵活的配置与验证设计方法，并且可以实现软件无法实现的完全同步控制，特别适合控制同步采集，给设计带来了极大的便利。本论文解决方案以FPGA器件为核心，14-bit高精度ADC作为模数转换芯片，使用USB和1394b作为通信接口

6、。模拟前端探测器信号处理电路的设计中，根据技术指标要求提出合理的设计方案，经过核心器件对比选型、电路原理框图设计、最终设计出各模块原理图。设计中更多的考虑了ADC电路的稳定性，从选型、电路设计到噪声抑制都做了充分的考虑。数据采集卡的核心控制芯片是AlteraCycloneIV系列的FPGA。FPGA内部嵌入NIOSII软核处理器，使系统设计更加简便。最终设计高速光谱仪可对512像元进行采样，采样帧率可达1000帧/秒，采样精度13-bit，并且有USB和1394b接口，使系统应用范围更加广泛。关键词：高速光谱采集，红外成像

7、，FPGA，USB，1394bIABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofinfraredimagingtechnology,theinvestigationofhighspeedspectralacquisitionsystem,asanimportantpartofsignalandinformationprocessingsystem,whichrequireshighspeedandpreciseaccuracy,isattachedtogreatimportance.Tos

8、olvetheseproblems,thefollowingadvancementsarerequired:thecircuitdesign,high-speedADCtechnology,circuitanti-interferenceperformanceandsoon.Therefore,this