本文提出了一種基于CCD的微型光譜儀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該方案選用CCD為光譜測(cè)量的探測(cè)器，光學(xué)系統(tǒng)采用折疊Czerny-Turner結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大減少了光學(xué)系統(tǒng)的體積；在探測(cè)系統(tǒng)方面，以現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列（FPGA）EPW7032設(shè)計(jì)了CCD驅(qū)動(dòng)和信號(hào)采集系統(tǒng)。在FPGA上采用了片上可編程（SOPC）技術(shù)，集成了NiosII軟核UART、CPU等功能模塊，整個(gè)系統(tǒng)只用一片F(xiàn)PCA資源開發(fā)了CCD驅(qū)動(dòng)電路、A/D采樣控制電路、USB驅(qū)動(dòng)電路等模塊，使整個(gè)光譜儀系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)了單芯片控制。完成了基于USB的微型光譜儀和PC機(jī)的通訊，并使用Labview開發(fā)了光譜采集和處理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)光譜儀的光譜數(shù)據(jù)處理、光譜譜線繪制、波長(zhǎng)定標(biāo)相關(guān)功能。最后，對(duì)本文的系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明：按照該方案設(shè)計(jì)的微型光譜儀能同時(shí)對(duì)多個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，整個(gè)光譜儀的體積重量達(dá)到了設(shè)計(jì)所要求的微型化、小型化。為了使CCD探測(cè)系統(tǒng)能檢測(cè)到較寬的光譜范圍，選擇3694個(gè)像素的線陣CCD作為探測(cè)器件。采用CD專用A/D轉(zhuǎn)換芯片M始X1101對(duì)CCD輸出信號(hào)進(jìn)行相關(guān)及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)暫時(shí)儲(chǔ)存在FPGA中，經(jīng)處理后通過(guò)USB總線傳送到上位機(jī)，由應(yīng)用軟件完成光譜數(shù)據(jù)進(jìn)一步的分析、處理和顯示。FPGA作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，完成了CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序、MAX1101采樣時(shí)序和FT245BM（USB）芯片脈沖控制時(shí)序。
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