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基于线阵CCD的光谱数据采集系统设计
资料介绍
光谱分析是现代物质组分检测和过程分析的重要技术手段,广泛应用于生物、医学、地质以及食品安全等领域。传统的光谱仪器由于其体积大、造价昂贵限制了其应用范围，基于CCD成像的微型光纤光谱仪以其体积小、使用方便、价格便宜等优点在众多科研和生产领域中发挥着越来越重要的作用。
线阵CCD具有体积小，灵敏度高，响应快的优点，本文在分析CCD探测器工作原理的基础上，研究了其光电响应特性，特别是其输出信号与曝光量之间关系的研究，发现在曝光量大时CCD的输出与曝光量的对数成线性，由此在系统设计时需严格要求限制积分时间，满足线性放大的工作条件。针对TCD1304DG器件在紫外响应不敏感的问题，采用荧光镀膜技术极大地提高了紫外量子效率。
其次，在仪器设计上，本文主要开展了数据采集与软件设计两个方面的工作。设计使用高性能的单片机完成CCD驱动电路与数据采集，大大减小了硬件电路尺寸，满足仪器的微型化要求。编写基于 USB协议 CDC类通信软件和基于Labview的上位机软件，保证数据传输速度同时节省了软件开发时间，实现数据通信和光谱测量。
最后，经实验测定，本文分析了系统设计的波长范围、波长分辨率、波长准确性、波长重复性、灵敏度和信噪比等工作性能参数，结果表明，本文设计的光谱数据采集系统结构简单，校正之后线性度高于0.998。
总之，通过本文基于线阵CCD光谱成像技术研究，设计完成了微型化光谱数据采集系统，且具有光谱覆盖范围宽，系统分辨率高，响应速度快，稳定性好等优点。数据采集
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