基于FPGA的静态实时光谱采集与处理系统

为了实时获取静态迈克尔逊干涉仪得到的光谱信息,设计了基于FPGA的实时光谱采集分析系统。在Xilinx FPGA芯片上实现了干涉条纹到光谱数据的实时处理。在算法处理过程中,实现了干涉条纹滤波去噪、快速傅里叶变换、相位标定、光谱数据传输等模块化功能。实验结果显示,系统可以高速采集并实时处理光谱数据。     

激光告警机中波长检测系统的FPGA实现

介绍一种用于激光告警机的图像采集与处理系统的硬件设计和软件开发方法。该系统采用线阵CCD获取激光信号,FPGA完成采集控制和信号处理工作,CCD相机与FPGA之间通过Cameralink接口方式传递数据,FPGA采用LVDS端口标准接收数据,数据处理系统由FPGA来实现快速傅里叶变换。实现了激光告警系统的采集与处理的单片集成。对系统各模块分别进行了局部调试和仿真,最后将采集所得的数据频谱图与FFT变换之后的数据频谱图进行比较,结果表明告警系统能够正确探测到目标激光的波长信息。     

利用对称性加速实序列FFT的方法及其FPGA实现*

针对工程实践中傅里叶变换的输入序列一般为实序列的情况,充分利用FFT（快速傅里叶变换）奇偶虚实的对称性质,提出了一种实序列FFT的加速算法。将2N点的实序列DFT转换为N点的复序列DFT,并行计算使运算量明显减少;并给出了基于FPGA的硬件实现方法。     

基于LabWindows/CⅥ的傅里叶变换光谱测量的数据采集系统

介绍一种基于LabWindows/CVI的光谱测量数据采集系统,利用LabWindows/CVI的编程优势,提高了编程效率与光谱仪数据分析的处理能力.给出了傅里叶变换光谱测量方法的设计原理、硬件系统构成以及LabWindows/CVI软件数据采集系统,包括实现干涉图数据采集、实时显示、数据分析处理和光谱分辨率的精确计算等功能.实验结果证明该系统满足设计需求.     

基于二维短时傅里叶变换的干涉相位图滤波方法

提出了一种基于二维短时傅里叶变换的干涉相位图滤波方法。首先,将干涉相位数据转变成指数,利用二维短时傅里叶变换进行处理,设置阀值,并进行二维短时傅里叶逆变换;最后,求取复数相位,获得滤波后干涉相位。试验结果表明,该方法在有效抑制相干斑的同时,还能有效地保持相位的细节信息和条纹的边缘结构,而且清除了残余点,有利于提高干涉测量的精度。     

光纤傅里叶变换光谱仪光谱复原软件开发

为了满足快速光谱测量的需要,研发了一台光纤傅里叶变换光谱测量装置。介绍了该测量装置的上位机数据采集和光谱复原软件的开发,包括主程序结构和复原算法等。该软件能对干涉信号进行实时采集、处理与显示,所得光谱与标准谱谱型一致,光谱分辨率可以达到0.78cm^-1,能满足实际应用的需求。     

基于FPGA便携式光谱分析仪设计

为了大幅提高光谱检测的抗干扰能力和实时数据处理能力,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的静态光谱分析系统.选用静态干涉具取代机械扫描,从而提高系统的抗震动能力,使其适用于便携式光谱仪的设计要求.采用FPGA芯片完成干涉数据的高速处理,从而达到实时响应的设计要求.设计了系统的结构、硬件电路以及光谱分析算法,给出了光谱还原的理论推导与计算过程.实验采用Virtex2-pro型FPGA开发板,对660 nm激光光谱进行测试,频谱计算效果与Matlab仿真数据作对比.实验结果显示:本系统可以有效地将被测激光光谱分布函数解出,速度快,准确度高,并具有较好的抗干扰能力,适合于便携式光谱分析仪的应用特点.     

基于小波降噪与多项式拟合相位校正的干涉图处理方法

干涉图是傅里叶变换光谱仪测试的原始信号,理论上它是偶函数。在实际测量中,由于检测延时等因素会导致测量干涉图存在相位误差。此外,在光谱测量过程中必然还伴有噪声。干涉图中存在的相位误差和噪声会影响光谱的质量。本文提出了先采用小波对干涉图降噪,再用多项式拟合方法来校正干涉图的相位误差,然后由处理后的干涉图获得高质量光谱的方法。通过对酒精的近红外实验测试结果表明,该方法对于光谱的高质量估计有较好的效果,经过处理的干涉图计算得到的光谱在酒精的定量分析中获得了较好的分析结果。     

基于FPGA的低截获概率卫星测控信号捕获系统

提出了一种基于FPGA的低截获概率卫星测控信号捕获解决方案。基于AD+FPGA的硬件架构完成了带宽为200MHz的跳频和直接序列扩频混合扩频信号的解跳、解扩,实现了基于Xilinx的快速傅里叶变换IP核的扩频码的快速滑动码相关,以及多跳积分结果的相干累加,并采用相对门限法进行了捕获判决。板上试验结果证明了该方案的捕获性能,最大捕获时间小于4 s,捕获概率达到99%,虚警概率小于0.001。该系统已应用于北斗二代导航MEO卫星测控链路。     

基于FPGA的高速光谱数据处理系统设计与实现

为了实现对光谱数据的高速采集及对光谱信息的快速提取,研究了一种应用于静态干涉结构的基于FPGA的高速光谱采集系统.通过对静态干涉条纹进行滤波、FFT、光谱标定等得到了其光谱分布信息.开发设计了专用于获取静态干涉条纹的CCD驱动模块,并由 Modelsim进行了仿真分析,结果显示,该模块可以有效地将干涉条纹数据采集至 FPGA,再由FPGA完成对光谱分布数据的反演.实验针对655 nm半导体激光器进行光谱分析,并且对于不同位深条件下傅氏变换产生的频谱情况进行了比较,当定点为12 bit时,光谱数据反演完成且转换速率较高.同时,还将测试数据与MATLAB的仿真数据进行比较,实验结果显示,该系统的光谱反演结果与MATLAB结果基本一致.