基于FPGA和USB2.0的高速CCD聲光信號采集系統(tǒng)

　　4 實驗數(shù)據(jù)分析

　　使用TEKTRONIX公司的示波器，對經(jīng)過隔直處理后的RL2048P輸出信號在各種實驗條件下進行了測試和分析。如圖2所示，VOUT為像元輸出信號，每一個像元輸出信號的開始都有一個同步參考信號，后面部分才為有效信號輸出，由于CCD輸出信號為負極性信號，所以有效信號值相對于參考信號為負。

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

　　有光照射的位置對應(yīng)為高，實測數(shù)據(jù)和理論值吻合。在其他條件下也做相關(guān)實驗，結(jié)果與理論基本一致。由于篇幅所限，本文不做詳細介紹。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)功能完整，可以實現(xiàn)聲光信號的高速采集、傳輸及儲存。

　　5 結(jié) 語

　　系統(tǒng)采用現(xiàn)場FPGA作為硬件設(shè)計核心，使用Veritog語言。進行硬件描述，使系統(tǒng)更靈活，可在線編程，便于擴展和升級。這里的CCD驅(qū)動時序采用狀態(tài)機與分頻相結(jié)合的新方法，實際測試驅(qū)動波形穩(wěn)定且沒有毛刺，CCD輸出信號質(zhì)量高。USB應(yīng)用于Slave FIFO高速傳輸模式，滿足了高速CCD聲光信號采集的要求，具有實時性、高速、穩(wěn)定、可靠等特點。