高速线阵CCD数据采集、传输与处理技术的研究

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1、摘要随着科学技术的发展和数据采集系统的广泛应用，人们对数据采集传输系统的主要指标，如采样速率、分辨率、精度以及抗干扰能力等方面，都提出了越来越高的要求。因此，本论文设计了一种基于FPGA、USB和CCD的数据采集系统。首先从线阵CCD出发，系统地介绍了CCD的基本工作原理、特性及应用．根据数据采集系统的工作流程，将整个系统分为CCD器件驱动电路模块，数据采集模块、数据缓冲模块和计算机接口模块．CCD作为一种应用广泛的新型半导体光电器件，驱动时序电路的实现是其应用的关键问题。本文提出了基于FPGA实现线阵CCD驱动电路的方法。

2、运用VaDL对驱动时序电路进行了描述，并给出了部分程序，采用Altera公司的QUARTUSn软件对所设计的驱动程序进行了仿真，并用数字示波器观察输出波形。测量和仿真的结果证明是可行的。并结合系统软件需求，完成了上位机的测试程序．关键词：线阵CCD数据采集FPGAWiththedevelopingoftechnologyandthesystemaboutdatacollectedwidely,peoplebringmorerequestaboutitsmostlyindex,suchistherateofsampling,t

3、hemteofdifferentiate，precisionandabilityaboutanti-jamming,So,based蚰FPGA,USBandCCDthesystemdesignadatacollectingsystem．Introducetheprmcipiumofoperation,characteristicandapplicationaboutlinearCCDfirstly．Accordingtoflowofoperationaboutdatacollectsystem,theallsystemisc

4、omposedofCCDdrivermodule,datacollectmodule,databufferingmoduleandcomputerinterfacemodule．AsaHewsemiconductorphototube，CCDusedwidely,thekeyproblemistimingaboutdrivercircuit．ThispapersupportedawayoflinearCCDdrivertimingbyFPGA．FinishedthedrivertimingbyVHDLprogram,ands

5、imulatedbyOuartusIImadeofAltera．Insametime，displaythewavebydigitaloscillograph．Theconclusionprovedtheviability．Finishedtestedprogramincomputer,whichrequirementofsoftwaresystem．Keywords：IJmearCCDDatacollectFPGA长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，蔼馘酗旃红插李壤确纭p翰k；F仰是本人在指

6、导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：、iil丝鱼2竺』：年皇月上日长春理工大学学位论文版权使用授权书．本学位论文作者及指导教师完全了解。长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部

7、或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。⋯名：鲤瑚年细上日⋯～；丛匕掣尹§1．1论文的研究背景第一章绪论自CCD于19"70年在贝尔实验室诞生以来，CCD技术随着半导体微电子技术的发展而迅速发展，CCD传感器的像素集成度、分辨率、几何精度和灵敏度大大提高，工作频率范围显著增加，可高速成像以满足对高速运动物体的拍摄，并以其光谱响应宽、动态范围大、灵敏度和几何精度高、噪声低、体积小、重量轻、低电压、低功耗、抗冲击、耐震动、抗电磁干扰能力强、坚固耐用、寿命长、图像畸变小、无残像、可以

8、长时间工作于恶劣环境、便于进行数字化处理和与计算机连接等优点，在图像采集、非接触测量和实时监控方面得到了广泛应用，成为现代光电子学和测试技术中最活跃、最富有成果的研究领域之一。综上所述，CCD应用技术已成为集光学、电子学、精密机械与计算机技术为一体的综合性技术，并被广泛应用于现代光学和光电