發(fā)布時(shí)間：2022-02-19 22:11

　　光譜儀是光譜檢測(cè)技術(shù)中的核心儀器。使用它,通過(guò)對(duì)光譜的測(cè)量分析來(lái)完成對(duì)物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)等的測(cè)量。該測(cè)量裝置具有測(cè)量速度快,精度高,無(wú)損測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于材料化學(xué),石油化工,光學(xué)檢測(cè),天文研究,環(huán)境檢測(cè),航空航天等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的光譜儀器,體積大、價(jià)格昂貴,應(yīng)用范圍局限在科研機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室中。近年來(lái),因?yàn)樯镝t(yī)學(xué)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域存在廣泛的需求,急切需要分析儀器朝著微型化,智能化發(fā)展。光纖光譜儀的出現(xiàn)很好的滿足這些領(lǐng)域?qū)庾V探測(cè)的需求,拓寬了光譜分析儀器的應(yīng)用場(chǎng)景,基于光纖光譜儀的其他儀器也得以快速發(fā)展。相比線陣CCD,面陣CCD對(duì)光譜響應(yīng)的靈敏度更高,非常適合要求高量子效率的應(yīng)用,例如:農(nóng)藥殘留檢測(cè)、DNA檢測(cè)、熒光檢測(cè)和拉曼光譜檢測(cè)等領(lǐng)域。因此,研發(fā)基于面陣CCD的高靈敏度光纖光譜儀能夠拓寬光譜儀的應(yīng)用范圍,具有重要的實(shí)際意義。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,結(jié)合微型光纖光譜儀的設(shè)計(jì)原理,論文提出了具體的方案。本次設(shè)計(jì)中采用日本濱松公司的背照式面陣CCD S11510-1106作為探測(cè)器件,光學(xué)系統(tǒng)采用了優(yōu)化的交叉非對(duì)稱型Czerny-Turner結(jié)構(gòu)獲得1nm的光學(xué)分辨率。在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,采用DC-... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究目的與意義
    1.2 課題研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
    1.3 課題研究目標(biāo)
    1.4 課題研究?jī)?nèi)容
    1.5 論文的基本結(jié)構(gòu)
第二章 高靈敏度光纖光譜儀系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 整體方案設(shè)計(jì)
    2.2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.3 光譜數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和傳輸系統(tǒng)
    2.4 主要芯片選取
        2.4.1 光譜探測(cè)器件選取
        2.4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片選擇
        2.4.3 時(shí)序驅(qū)動(dòng)芯片選擇
        2.4.4 主控芯片選擇
第三章 高靈敏度光纖光譜儀硬件電路的設(shè)計(jì)
    3.1 面陣CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)
        3.1.1 CPLD簡(jiǎn)介
        3.1.2 EPM7064AE
    3.2 CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)功率放大與電平轉(zhuǎn)換
        3.2.1 驅(qū)動(dòng)時(shí)序信號(hào)功率放大
        3.2.2 驅(qū)動(dòng)時(shí)序信號(hào)電平轉(zhuǎn)換
    3.3 CCD信號(hào)前端處理與AD轉(zhuǎn)換
        3.3.1 雙相關(guān)采樣
        3.3.2 增益與基線調(diào)整
        3.3.3 AD轉(zhuǎn)換
    3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 存儲(chǔ)芯片的介紹和工作模式選擇
    3.5 RS232通訊模塊設(shè)計(jì)
    3.6 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.6.1 系統(tǒng)電源需求分析
        3.6.2 DC-DC 和 LDO 工作原理
        3.6.3 系統(tǒng)電源方案設(shè)計(jì)
    3.7 PCB設(shè)計(jì)
第四章 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 CPLD程序設(shè)計(jì)
        4.1.1 Verilog 語(yǔ)言簡(jiǎn)介
        4.1.2 CPLD開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
        4.1.3 CPLD時(shí)序設(shè)計(jì)
            4.1.3.1 70進(jìn)制計(jì)數(shù)器
            4.1.3.2 可預(yù)置數(shù)的2位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器
            4.1.3.3 13位地址計(jì)數(shù)器
    4.2 STM32固件程序設(shè)計(jì)
        4.2.1 STM32F103VB 介紹
        4.2.2 STM32F103軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
    4.3 STM32控制流程
    4.4 STM32F103VB 與 PC 之間的 USB 通信
第五章 光譜儀樣機(jī)組裝及配套測(cè)量光源的研制
    5.1 光譜儀樣機(jī)組裝
    5.2 配套測(cè)量附件的研制
        5.2.1 光源系統(tǒng)構(gòu)成
        5.2.2 恒壓驅(qū)動(dòng)模塊
        5.2.3 復(fù)合光源光路設(shè)計(jì)
        5.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究成果
    6.2 本次設(shè)計(jì)的不足和未來(lái)的研究方向
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[7]開(kāi)關(guān)電源-DC/DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)[D]. 朱志勇.電子科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3633710