论文部分内容阅读
基于ARM的低噪声CCD测量系统是一种无接触式测量系统。本文在前人研究的基础上,对测量系统的噪声来源进行了深入的分析和研究,找出了影响测量系统精度和准确度的原因所在,进一步提出并实现了低噪声测量系统设计方案。在技术路线上,采用了微弱信号数据采集的基本思路和方法,结合理论分析和实验研究,在FPGA+ARM架构平台上,对低噪声CCD测量系统进行了设计和实现。主要的工作包括:1.设计硬件平台。本文采用FPGA+ARM的平台架构。根据系统要求,给出了硬件平台的详细设计方案,包括芯片选型、模块设计、接口设计,以及PCB的制作。详细设计时考虑了电路板的可测试和低噪声设计。2.在CCD测量系统中,系统驱动控制时序的协同设计是关键技术之一。根据系统的设计要求,本文的CCD选择了TOSHIBA公司的TCD1209D;相关双采样器件选择了ADI公司的AD9945;缓冲存储器选择了IDT公司的IDT7204;因此驱动控制时序主要包含三个部分,分别为CCD驱动脉冲、相关双采样时钟、IDT7204的读写控制脉冲。本文详细阐述了设计过程,给出了仿真波形和实测波形,实验和仿真有较好的一致性。3.以CCD的结构及工作原理为出发点,详细分析了输出信号所附各种噪声的产生原因,找出了主要噪声。为了抑制噪声,采取了多方面的噪声抑制措施,分别为低通滤波、相关双采样技术、PCB设计中低噪声地的设计。并着重设计了低噪声/纹波的线性电源,这些抑制措施有效的减小了系统噪声。文中给出了实测的电源纹波噪声结果,纹波/噪声在10mv左右,能够满足系统的设计要求。4.主控程序是测量系统的灵魂,各部分硬件电路在主控程序的控制下,协同工作,完成CCD信号的采集、转换、处理和传输。测量的主控程序在Keil环境下开发,文中给出了各功能模块和处理流程。