基于PCI-9812的太赫茲成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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掃描控制模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)光路部分的控制，它主要包括了激光頻率的選擇，斬波頻率的設(shè)置，二維移動(dòng)平臺(tái)的設(shè)置等功能。為了保證各個(gè)像素點(diǎn)之間信息無(wú)錯(cuò)亂，信息傳輸?shù)倪^(guò)程中就要確保二維平臺(tái)的移動(dòng)與數(shù)據(jù)采集記錄的同步。計(jì)算機(jī)通過(guò)串口來(lái)控制平臺(tái)伺服系統(tǒng)，設(shè)置步幅和方向。為了節(jié)省掃描時(shí)間，移動(dòng)平臺(tái)則采取“S”型移動(dòng)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由參數(shù)z的符號(hào)決定平臺(tái)的移動(dòng)方向，將Z的初始數(shù)值設(shè)置為1，通過(guò)Y+Z就可以得出此時(shí)采集點(diǎn)的準(zhǔn)確像素點(diǎn)坐標(biāo)，這就保證了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的各個(gè)像素點(diǎn)(x，y)與掃描樣品中各個(gè)投射位置是對(duì)應(yīng)的，不會(huì)出現(xiàn)像素點(diǎn)混亂的現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)采集模塊主要是編程驅(qū)動(dòng)采集卡工作。首先利用Register_Card()函數(shù)對(duì)采集卡注冊(cè)，系統(tǒng)的BIOS將會(huì)返回一個(gè)PCI-9812的注冊(cè)號(hào)，然后可以用AI_9812_Config()函數(shù)來(lái)完成采集卡的初始化，設(shè)置采集的觸發(fā)模式、觸發(fā)源、觸發(fā)后的采樣點(diǎn)數(shù)等。設(shè)置這些參數(shù)后，可以使用激光器產(chǎn)生太赫茲激光，在對(duì)每一個(gè)透射點(diǎn)掃描后，調(diào)用AI_ContReadChannel()函數(shù)(采用多通道時(shí)應(yīng)該調(diào)用函數(shù)AI_ContScanChannels())啟動(dòng)對(duì)探測(cè)器輸出電壓值的A／D采樣，然后調(diào)用AI_AsyncCheck()函數(shù)查詢采集卡是否采樣完畢。在采樣過(guò)程中，采集卡自動(dòng)以DMA方式把采集到的數(shù)據(jù)寫入所申請(qǐng)的DMA內(nèi)存，計(jì)算機(jī)通過(guò)讀取DMA內(nèi)存來(lái)獲取掃描數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，還要調(diào)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)AI_ContScale()將采集數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的電壓值。在掃描過(guò)程結(jié)束后，采集結(jié)束時(shí)，要用AI_AsyncClear()函數(shù)停止采集卡，用Release_Card()函數(shù)釋放采集卡。
數(shù)據(jù)處理模塊主要用于對(duì)各個(gè)點(diǎn)獲取的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)比較分析，構(gòu)建采樣物品的太赫茲圖像。太赫茲波對(duì)每個(gè)點(diǎn)掃描時(shí)，可以獲取的信息量是很大的，可以通過(guò)分析光強(qiáng)、相位、時(shí)間延時(shí)等來(lái)構(gòu)建采樣物品的圖像，分析每個(gè)參數(shù)都要采用各自的算法。這里主要針對(duì)P4-42熱釋電探測(cè)器，將太赫茲光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，因此本文通過(guò)分析電壓信號(hào)的峰峰值，來(lái)獲取樣品上每個(gè)點(diǎn)對(duì)太赫茲光波的吸收強(qiáng)度，作為太赫茲圖像中各個(gè)像素的像素值。在成像系統(tǒng)對(duì)各個(gè)位置點(diǎn)掃描后，得到格式為x*y*t的太赫茲成像數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)各個(gè)像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理?？梢缘玫酱郎y(cè)樣品的太赫茲灰度圖像。
3 結(jié)語(yǔ)
介紹的太赫茲成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是針對(duì)P4-42熱釋電探測(cè)器的。它利用凌華公司的PCI-9812數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并傳輸給計(jì)算機(jī)重建圖像，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲成像的掃描控制、數(shù)據(jù)采集和圖像重建等功能。對(duì)于太赫茲成像的實(shí)際應(yīng)用具有一定的意義。
評(píng)論