基于FPGA和USB2.0的高速CCD聲光信號(hào)采集系統(tǒng)

　　4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

　　使用TEKTRONIX公司的示波器，對(duì)經(jīng)過(guò)隔直處理后的RL2048P輸出信號(hào)在各種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行了測(cè)試和分析。如圖2所示，VOUT為像元輸出信號(hào)，每一個(gè)像元輸出信號(hào)的開始都有一個(gè)同步參考信號(hào)，后面部分才為有效信號(hào)輸出，由于CCD輸出信號(hào)為負(fù)極性信號(hào)，所以有效信號(hào)值相對(duì)于參考信號(hào)為負(fù)。

　　圖5為全暗條件RL2048P的輸出，由于光敏面上沒(méi)有光，只有暗電平信號(hào)輸出，所以像元的輸出有效信號(hào)幾乎為零。圖6為弱光條件RL2048P的輸出，有效信號(hào)幅值發(fā)生了變化。圖7為全亮條件RL2048P的輸出，有效信號(hào)到達(dá)了飽和值。RL2048P的實(shí)際輸出和理論分析一致，工作正常。聲光信號(hào)通過(guò)中間有孔的不透光遮擋板照在CCD上，使用應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。從CCD Data．txt數(shù)據(jù)文件中連續(xù)提取8 192個(gè)像元點(diǎn)即四幀CCD數(shù)據(jù)，Matlab軟件分析如圖8所示。

　　有光照射的位置對(duì)應(yīng)為高，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和理論值吻合。在其他條件下也做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果與理論基本一致。由于篇幅所限，本文不做詳細(xì)介紹。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)功能完整，可以實(shí)現(xiàn)聲光信號(hào)的高速采集、傳輸及儲(chǔ)存。

　　5 結(jié) 語(yǔ)

　　系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)FPGA作為硬件設(shè)計(jì)核心，使用Veritog語(yǔ)言。進(jìn)行硬件描述，使系統(tǒng)更靈活，可在線編程，便于擴(kuò)展和升級(jí)。這里的CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序采用狀態(tài)機(jī)與分頻相結(jié)合的新方法，實(shí)際測(cè)試驅(qū)動(dòng)波形穩(wěn)定且沒(méi)有毛刺，CCD輸出信號(hào)質(zhì)量高。USB應(yīng)用于Slave FIFO高速傳輸模式，滿足了高速CCD聲光信號(hào)采集的要求，具有實(shí)時(shí)性、高速、穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)。