基于CPLD的线阵CCD驱动电路的设计

采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为控制单元,设计一款驱动电路以产生线阵CCD需要的驱动信号。利用硬件描述语言(HDL)进行CPLD功能模块以及逻辑单元的设计,不仅发挥了CPLD"可编程"的特点,而且为用户提供较多的信号接口,具有较强的灵活性和稳定性,提高了CCD驱动脉冲的准确性。在介绍驱动电路工作原理的基础上,给出了驱动脉冲时序的设计方法,并通过电路测试数据验证该电路的有效性。实验结果表明:该驱动电路输出的驱动脉冲,完全满足线阵CCD的需要,整个驱动电路工作比较稳定,其输出信号具有严格的时序关系。该驱动电路可以集成到无接触测量系统中,用来产生线阵CCD所需的驱动脉冲,并且有较高的精度。     

基于单片机的线阵CCD驱动模块硬件设计与实现

根据线阵CCD驱动时序的特点,给出一种线阵CCD驱动电路的设计方法。采用具有增强型内核的单片机产生CCD所需的驱动波形,能充分发挥单片机可编程的特点, 为用户提供丰富的驱动信号接口,并实现了电子快门功能。首先介绍CCD驱动模块的基本工作原理、主要特点和驱动时序的设计思路,接着完成驱动模块软硬件的设计,最后通过大量实验验证该驱动模块的有效性。实验结果表明: 该驱动模块所产生的驱动信号满足CCD的需要,当该驱动模块集成到其他无接触测量系统中时, 该测量系统能正常稳定工作,测量结果准确,精度达到了μm级。     

CCD线阵驱动模块设计与实现

从单片机应用的基本原理出发,介绍一种适用于角度和位移高精度测量的CCD线阵驱动模块设计与实现方法。该模块采用CCD线阵作为光电测量器件,通过单片机控制CCD线阵的运行;CCD线阵的输出信号经比较器输出,实现灵敏度可调的角度或位移的高精度测量,文中给出了该模块的硬件设计原理图和程序框图。     

一种基于线阵CCD的工件外尺寸测量装置的设计与实现

为了实现测量过程的自动化,提出了基于线阵CCD的工件外尺寸测量装置的设计方法。采用单片机为核心,并结合液晶智能显示终端,实现了工件外尺寸的非接触式在线测量和实时传输显示。利用光学成像原理,设计搭建了对应的光学系统;根据线阵CCD的工作原理,设计了信号处理硬件电路;为了实现自动化和智能测试,编写了相关的软件程序,同时对可能出现的异常进行了预警处理;最终进行了系统装置的封装测试。实验结果表明,该装置结构简单,测量结果准确,精度达到了微米级测量要求。     

高灵敏度CCD光电信号检测系统的设计

高灵敏度线阵CCD常用于光谱仪的精密科学仪器中,设计优良的光电信号检测系统有利于充分发挥高灵敏度CCD的作用.为了充分发挥高灵敏度CCD的作用,提高脉动光谱信号的质量和仪器的性能,本文在埋沟道型IL-C6-2048C线阵CCD基础上,根据CCD的输出信号是负极性的离散模拟信号并且混杂有幅度较大的复位脉冲干扰的特点,设计电路对CCD输出信号进行适当的预处理.对于预处理后的信号含有1/f噪声和低频噪声的问题,本文采用了相关双采样技术提高了动态光谱检测系统的信噪比.为了提取信号的特征及对信号进行后期处理,本文设计了高速的ADC对CCD信号采集.整套系统可以大幅度提高CCD信号的质量与精度.     

基于USB总线的线阵CCD数据采集系统

文中介绍线阵CCD的USB总线数据采集系统的设计和实现。该系统利用CPLD设计线阵CCD的A/D和二值化数据采集电路,利用专用USB接口芯片CY7C68013设计数据采集计算机接口电路,实现了对线阵CCD输出信号的数据采集和快速处理。该数据采集系统可广泛应用于线阵CCD检测领域。     

线阵CCD图像采集与电气传动的数字同步控制

介绍了线阵CCD驱动时序、传感特性和基于DSP的线阵CCD驱动电路。给出了线阵CCD时序驱动与电气传动的同步控制方案。分析了线阵CCD图像采集与电气传动的数字同步控制的工作原理及其数字同步控制的实现方法。PLC根据触摸屏设定的速度,给出线阵CCD的驱动频率及其DSP的定时常数。同时,PLC给出伺服脉冲频率,经伺服系统实现对传动机构的速度控制。使线阵CCD的图像采集速度与平面运动物体的速度保持精确同步。     

铁电薄膜铁电性能的测量

本文介绍了铁电薄膜材料铁电性能的测量原理和方法.分析了以传统测量电路Sawyer-Tower电路为基础的电滞回线测量方法和基于虚地模式的电滞回线测量方法,并提出了一种基于计算机的铁电性能综合测试仪的实现方案,对其中的主要部分微电流放大器的设计作了介绍.该测试仪不仅能画出铁电薄膜的电滞回线,还可以得到铁电薄膜材料的饱和极化Ps、剩余极化Pr、矫顽场Ec、漏电流Ik等参数,以及对铁电薄膜材料的铁电疲劳性能、铁电保持性能的测试.     

基于提高线阵CCD测量系统测量精度的研究

为了提高线阵CCD测量系统的测量精度,从影响系统的几个主要方面进行了分析研究,并提出相关的改善措施。文中除了详细论述了线阵CCD传感器、光源成像系统、A/D转换器等器件系统外,还分析研究了信息采集、驱动电路设计方法和图像处理的软件算法,详述了双相关采样法,单片机驱动,复杂可编程逻辑器件驱动和线阵CCD的细分方法,并进行适当的改善。指出线阵CCD的细分方法将是未来研究改善系统测量精度的主要方向,经过改善后的系统测量精度将大大提高。     

基于CCD技术的塑料薄膜缺陷检测系统

采用测量中广泛使用的光电转换器件线阵电荷耦合(CCD)技术,完成了塑料薄膜缺陷检测系统的总体方案设计。基于DSO的塑料薄膜缺陷检测系统在平行光的照射下,通过线阵CCD控制电路获得塑料薄膜缺陷信号,使用虚拟示波器DSO-2902对一维缺陷信号进行采集、传输,借助于计算机进行分析处理,精确地检测出薄膜的缺陷。     

新型矫顽力精密测量仪的研制

介绍了一种新研制的矫顽力测试仪,该装置基于PC机丰富的软件资源和强大的数据处理能力,实现矫顽力的自动精确测量,测量方法上,通过气源驱动将直流剩磁转换为交流电信号以克服零漂,运用带通滤波和相关分析抑制干涉;通过线性回归分析寻找准确的过零点,应用优化算法提高测量速度。与现有同类产品相比,测量重复性和准确性有了较大的提高。     

基于DSP的LFMCW雷达信号处理技术研究

调频连续波(FMCW)雷达在目标测量系统中有着广泛的应用,而雷达信号的处理是决定测量精确度的关键。本研究设计了一款基于DSP的线性调频连续波(LFMCW)雷达信号处理系统,采用经过三角波调制的 LFMCW雷达信号作为发射信号,来实现目标距离及速度的测量。介绍了 LFMCW雷达的基本结构,分析了实现目标测量的原理,解决了在信号处理过程中,仅采用快速傅里叶变换(FFT)算法而存在的频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量效率。重点研究了雷达信号处理系统的处理算法———FFT 和线性调频 Z 变换(CZT)的联合算法(FFT/CZT 联合算法),同时对 FFT/CZT联合算法也进行了 MATLAB仿真分析。分析结果表明,FFT/CZT联合算法可以显著地提高雷达信号处理的效率和精度。     

一种基于PSD的转速测量新方法

转速测量方法如机械转速测量法、霍尔效应法等,其测量速度与动态测量范围有限。基于线阵CCD图像传感器实现的转速测量方法实时性受限,并易受振动、器件倾斜、亮条纹宽度等因素的影响。为了解决这些问题,提出了一种基于一维位置敏感器(position sensitive detector,PSD)的新型转速传感器。通过被测轴上的反射材料,将转轴的转速转变成光斑在PSD上的位置移动,利用PSD高速、高分辨率的特点,结合数字化的采集方案,实现了高、低大范围、非接触、高精度、实时性的转速测量,测量的最大转速达105r/s;当转速发生变化时,测量的波形能够在一个周期内进行调整,实时性可靠性高;实验在0~50 000 r/min内平均相对误差为0.079 1%,最大误差为0.168%,线性度优于1.1%,满足高精度测量的要求。     

基于GPS同步技术的电力动态监测系统的设计

设计了一种基于全球定位系统(GPS)的同步相量测量装置,用于广域测量系统(WAMS),实现对电力系统关键相量的实时监控。采用基于GPS同步时钟和数字信号处理器(DSP)实现的PMU利用DSP的输入捕获功能,在进行捕获GPS的PPS信号的方法的同时,也对捕获采样信号的频率进行跟踪。采用过零点采样与傅里叶算法相结合,进行信号采样和数据的处理,避免了因频率变化而引起数据误差,提高了PMU的采集精度及抗干扰性。     

基于TCD1501C的光信号采集与存储系统

探讨基于线阵CCD TCD1501C实现光信号高精度测量的可行性。设计方案采用CPLD产生CCD驱动脉冲和部分系统时序,CCD输出信号经A／D转换芯片TLC5510采集后通过FIFO芯片CY7C464缓存后向上位机传送。提出了具体的系统电路设计方法和部分驱动的编程源代码。原理样机已运用于微形变测量的光纤出射条纹检测中,具有集成度高、性能稳定、精度高、成本低的优点。     

CCD电缆外径测量仪的研制

本文介绍了一种以单片机进行数据处理的CCD外径测量仪.并采用边缘提取技术提高了尺寸测量精度.与激光扫描式测径仪相比,该测量仪有抗干扰能力强,测量精度高,动态性能好等优点.     

高频差分采样技术在CCD信号处理中的实现

现在CCD相机已经在很多领域取得了广泛地应用,针对高频CCD模拟视频信号保持时间较短,采样信号速率不高等问题,提出了一种高精度可调、高频差分采样技术。首先,详细阐述了高频模拟视频信号的特性及信号处理中的难点;其次,分析了传统CCD信号处理方法中采样速率不高的原因,在模拟视频输入和采样方式等方面提出了新的改进方法;然后,给出了高精度可调与高频差分采样方法的具体实施,并进行了测试验证;最后,提出了CCD信号处理相关的噪声抑制方法,并对CCD的信噪比性能进行了细致的测试。实验结果表明：改进的CCD信号处理方法使最大采样速率达到80Msps,比传统方法提高了1倍,最小采样精度可以达到0.5ns,而且在最到采样速率下测得的信噪比仍可以达到41.2dB,经过改进的高精度可调与高频差分采样技术提高了CCD图像信噪比,完全满足高频CCD信号处理的应用需求。     

基于FPGA的高速线阵CCD图像采集系统

针对传统采集方式不灵活的特点设计了一种以FPGA为控制核心的高速图像采集系统.该系统选用线阵CCD作为图像信号采集芯片,采用FPGA产生与控制整个系统的时序,通过A/D对采集到的信号进行处理,最后通过以太网将信号传至上位机.此系统在图像数据的高速实时采集和处理上具有很大优势,且整体电路设计简单、直观、稳定、易修改,还具有设计灵活,传输速度快等特点.实验表明该系统可以有效地完成图像信号的采集,并且具备良好的稳定性与抗噪性.     

石英玻璃管尺寸参数测量的新方法

线阵CCD器件在尺寸测量及光电检测等方面有着非常广泛的应用,但受CCD器件本身尺寸和结构的限制,在测量范围、测量精度和测量速度方面常产生矛盾,这一矛盾可以通过一些技术手段得以解决.本文介绍一种用线阵CCD测量石英玻璃管尺寸的新方法,通过多片CCD拼接的方法实现对较大尺寸的测量,实现在保证高精度情况下较大量程的测量.并采用了单色LED作为照明光源,使得系统的精度和灵敏度都有一定的提高,稳定性增强.