理论教育 采用高速A/D转换技术降噪降成本

采用高速A/D转换技术降噪降成本

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:系统采用1×1728BITS线阵CCD作为光谱接收器件,工作时衍射谱直接照射在CCD上,CCD将二维空间连续分布的光强信号转换为电信号,在此需对光能量瞬时变化率以及电路噪声和环境因素严格要求。但这需要很高的A/D转换速度,从而限制了CCD驱动时钟的提高,影响其信号质量。这样既提高了CCD的工作频率以降低噪声影响,又利用了逐像采集的优点,而且降低了系统成本。

采用高速A/D转换技术降噪降成本

系统采用1×1728BITS线阵CCD作为光谱接收器件,工作时衍射谱直接照射在CCD上,CCD将二维空间连续分布的光强信号转换为电信号,在此需对光能量瞬时变化率以及电路噪声和环境因素严格要求。

对CCD信号的采集一般采取逐像素同步采集,这样转换后的数字量与CCD像素的几何尺寸有很好的对应性,有效地利用了CCD像素几何参数较准确和一致性较好这一优点,同时与数据采集系统的内存地址有对应关系,给数据处理带来很大方便。但这需要很高的A/D转换速度,从而限制了CCD驱动时钟的提高,影响其信号质量。

考虑到此分析仪的实际工作情况和要求,系统采用较高速A/D芯片,并设计了间隔循环采样的方法,即通过多次循环完成一次整幅像素的采集。这样既提高了CCD的工作频率以降低噪声影响,又利用了逐像采集的优点,而且降低了系统成本。

图2 电路及数据采集逻辑框图

(1)数据采集系统(www.daowen.com)

数采及处理部分如图2所示。

数据采集部分由采样保持器、A/D转换器、Z—80 CPU和同步逻辑电路组成。其基本工作过程为:Z—80CPU作为中央控制单元,Z—80 CTC的0.3通道作为采样时序逻辑信号电路,CCD驱动信号中的转移信号φx为单板机采样同步逻辑信号,CTC的0.3通道均采用定时中断方式,其中0通道定时作为每一行采样的位置指针,3通道定时作为每行间隔采样的位置指针。

(2)数据处理系统

系统的数据处理分别由TP801B型单板机和苹果Ⅱ型微型计算机完成。其中单板机完成数据的平均处理,苹果机完成数据的平滑处理、特征点的搜索、曲线拟合及结果处理计算。

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