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高光谱紫外辐照度仪CCD电路系统的设计及测试 被引量:1
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作者 关怡然 李新 +1 位作者 张权 张艳娜 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期246-256,共11页
为了在地面获得高信噪比的太阳直射紫外光谱辐照度,选用紫外敏感型线阵CCD探测器,研发了高光谱紫外辐照度仪原理样机。设计了CCD电路系统,讨论了电源电路、驱动电路、模拟前端电路以及CCD驱动时序的工作原理与设计方法,并在实验室利用... 为了在地面获得高信噪比的太阳直射紫外光谱辐照度,选用紫外敏感型线阵CCD探测器,研发了高光谱紫外辐照度仪原理样机。设计了CCD电路系统,讨论了电源电路、驱动电路、模拟前端电路以及CCD驱动时序的工作原理与设计方法,并在实验室利用标准灯光源测试了CCD电路系统的非线性和信噪比。结果表明,在340 nm波段下,CCD探测器接收信号约为饱和信号的80%时,系统信噪比超过400。最终,将测试好的CCD电路系统与光机模块装调并进行了波长定标,光谱范围覆盖280~400 nm,实现了对室内光源的紫外高光谱测量,验证了CCD电路系统设计的合理性和可行性。 展开更多
关键词 光谱学 高光谱紫外辐照度仪 光谱定标 线阵ccd 信噪比
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拱坝变形自动监测悬丝式高精度光电倾角传感器研究
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作者 刘弹 姚孟迪 +6 位作者 李向前 师义成 屈凯 李川 卫栋梁 杨青 李燚 《应用光学》 北大核心 2025年第4期895-902,共8页
针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddev... 针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddevice);根据光斑位置测量原理,得到阴影光斑的位移值,反求出测点的倾角值;同时,针对长周期的现场运行需求,设计了二维高精度光电倾角传感器结构。测试结果表明:传感器的分辨率和量程指标满足设计要求,可实现量程3093"、精度0.432"的高精度倾角测量。 展开更多
关键词 拱坝 三维变形 链式测量 线阵ccd 倾角传感
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基于CCD的玻璃厚度在线测量系统 被引量:19
3
作者 刘力双 张铫 +1 位作者 卢慧卿 王宝光 《传感技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期652-654,共3页
浮法玻璃生产中需要对玻璃在高温区进行在线测量。研究了利用半导体激光和线阵CCD组成的在600℃高温条件下工作的玻璃厚度在线测量系统。系统采用循环水冷却方法使测头工作在正常条件下,利用软件对数据进行处理来克服高温气流等造成的... 浮法玻璃生产中需要对玻璃在高温区进行在线测量。研究了利用半导体激光和线阵CCD组成的在600℃高温条件下工作的玻璃厚度在线测量系统。系统采用循环水冷却方法使测头工作在正常条件下,利用软件对数据进行处理来克服高温气流等造成的随机误差。系统样机对玻璃厚度进行在线测量的精度达到15μm,测量范围为2~20mm。 展开更多
关键词 高温 在线测量 激光 线阵ccd 玻璃
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线阵CCD数据的高速采集与存储 被引量:22
4
作者 杨博雄 张晓华 +2 位作者 傅辉清 欧同庚 陈志高 《大地测量与地球动力学》 CSCD 2004年第2期124-127,共4页
在各种高精度线阵CCD应用系统中 ,需要对像元输出信号进行快速采样、存储及数据处理。CCD数据采集的采样速率不仅与A/D转换器的转换速率等因素有关 ,同时还与数据传送方式密切相关。以高精度线阵CCDTCD15 0 1D和高速A/D转换器TLC5 5 10... 在各种高精度线阵CCD应用系统中 ,需要对像元输出信号进行快速采样、存储及数据处理。CCD数据采集的采样速率不仅与A/D转换器的转换速率等因素有关 ,同时还与数据传送方式密切相关。以高精度线阵CCDTCD15 0 1D和高速A/D转换器TLC5 5 10为例 ,详细分析了CCD和A/D转换器的工作时序 ,采用CPLD设计方法 ,将CCD的输出信号进行高速A/D转换 。 展开更多
关键词 线阵ccd数据 采集 存储 A/D转换 CPLD 时序 电荷耦合器件 半导体成像器件
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星载多光谱CCD相机研究 被引量:13
5
作者 焦斌亮 王朝晖 +1 位作者 林可祥 薛永志 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期146-148,151,共4页
研制的星载多光谱 CCD相机采用线阵 CCD推扫方式成像 ,具有蓝、绿、红、近红外、全色五个成像谱段 ,在轨工作时地面像元分辨率为 2 0米 ,覆盖宽度 113公里。相机光学系统采用单镜头焦面分色结构实现多光谱成像 ,每个谱段的探测器阵列由 ... 研制的星载多光谱 CCD相机采用线阵 CCD推扫方式成像 ,具有蓝、绿、红、近红外、全色五个成像谱段 ,在轨工作时地面像元分辨率为 2 0米 ,覆盖宽度 113公里。相机光学系统采用单镜头焦面分色结构实现多光谱成像 ,每个谱段的探测器阵列由 3片 2 0 4 8元 CCD光学拼接而成 ,以实现地面宽覆盖成像。多片 CCD信号采用串行读出方式 ,使焦面 15片 CCD形成两路视频信号输出给数据传输系统。测试结果显示 ,相机各谱段 MTF典型值为 0 .2 5 ,满足使用要求。 展开更多
关键词 星载遥感器 ccd相机 线阵ccd 光学系统 多光谱成像
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基于线阵CCD的光谱仪定标研究 被引量:38
6
作者 谢印忠 庄松林 张保洲 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期546-550,共5页
光谱仪是一种基本光谱检测和分析仪器,以线阵CCD为探测核心是设备微型化的重要手段,CCD各光敏像元输出信号与待测光谱波长及光谱辐射通量之间对应关系成为定标的主要内容。研究了常规线性拟合方法,应用校准结果测量发现有时误差较大,利... 光谱仪是一种基本光谱检测和分析仪器,以线阵CCD为探测核心是设备微型化的重要手段,CCD各光敏像元输出信号与待测光谱波长及光谱辐射通量之间对应关系成为定标的主要内容。研究了常规线性拟合方法,应用校准结果测量发现有时误差较大,利用低压汞灯特征谱线为基准,采用最小二乘法曲线拟合完成波长定标,计算出拟合曲线的3阶校正参数;利用辐射标准灯完成光谱辐射定标,解决了光束经过光学系统传输损耗及线阵CCD光谱响应灵敏度测量的困难,并对定标方案进行了数学推导证明。对大量实验数据进行分析表明,该定标方法是切实可行的,并成功应用到微型光谱仪器的生产过程。 展开更多
关键词 光学测量 线阵ccd 定标 最小二乘法
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基于线阵CCD钢板表面缺陷在线检测系统的研究 被引量:34
7
作者 胡亮 段发阶 +1 位作者 丁克勤 叶声华 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期200-203,共4页
为了全面科学地评估钢板表面质量,有效地控制生产流程,设计了一套智能无损检测系统来实现对钢板表面缺陷的在线检测。基于模块化设计思想,检测系统由新型LED光源、明暗域结合成像光学系统、高速高分辨率线阵CCD传感器件、FPGA嵌入式处... 为了全面科学地评估钢板表面质量,有效地控制生产流程,设计了一套智能无损检测系统来实现对钢板表面缺陷的在线检测。基于模块化设计思想,检测系统由新型LED光源、明暗域结合成像光学系统、高速高分辨率线阵CCD传感器件、FPGA嵌入式处理系统和友好的人机接口组成。检测钢板宽度最大为1800mm,运行速度不大于1.5ms,振动幅度小于1mm,要求所达到的横纵向检测分辨率为0.8mm×0.8mm,缺陷尺寸检测误差不大于1mm。系统对钢板表面的气泡、夹杂、结疤、划伤和压痕等主要缺陷进行无损检测,能够实现缺陷自动分类,对缺陷数据自动存档、屏幕显示、打印、存储和报警功能。样机系统在硬件和软件上易于升级,并可扩展到其他相关领域。 展开更多
关键词 计量学 钢板 表面缺陷 线阵ccd 在线检测 现场可编程的逻辑门阵列(FPGA)
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基于两步法线阵CCD标定技术研究 被引量:14
8
作者 张洪涛 段发阶 +1 位作者 丁克勤 叶声华 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期311-313,共3页
线阵CCD具有高采集率、宽视场的优点,一般应用在高速扫描系统中,CCD与扫描物间的相对位姿不仅影响扫描范围,而且影响其扫描精度,所以需要高精度标定CCD位姿参数。文中首先给出了线阵CCD全位姿的数学模型,通过不断对模型的变换处理,将模... 线阵CCD具有高采集率、宽视场的优点,一般应用在高速扫描系统中,CCD与扫描物间的相对位姿不仅影响扫描范围,而且影响其扫描精度,所以需要高精度标定CCD位姿参数。文中首先给出了线阵CCD全位姿的数学模型,通过不断对模型的变换处理,将模型参数分离为两组,分别表征CCD的视范围及物像映射关系,两者既独立又相互联系,可以独立进行标定,简化了标定过程。 展开更多
关键词 计量学 线阵ccd 两步法 标定
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单线阵CCD系统的表面凹坑缺陷检测方法 被引量:13
9
作者 韩芳芳 段发阶 +1 位作者 张宝峰 段晓杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期116-120,共5页
为解决表面凹坑缺陷与其他平面表面缺陷同时在线检测的问题,提出一种基于单线阵CCD系统进行表面凹坑缺陷检测的方法.根据光辐射照射模型和相机成像模型,建立了基于单线阵CCD的凹坑检测数学模型,由模型推导出图像像素灰度与凹坑深度的关... 为解决表面凹坑缺陷与其他平面表面缺陷同时在线检测的问题,提出一种基于单线阵CCD系统进行表面凹坑缺陷检测的方法.根据光辐射照射模型和相机成像模型,建立了基于单线阵CCD的凹坑检测数学模型,由模型推导出图像像素灰度与凹坑深度的关系,利用特定光源和光照角度的关系,进行表面凹坑缺陷的检测.结果表明,由于凹坑边缘部位深度的渐变引起CCD输出电压信号的渐变,凹坑图像呈现边缘像素灰度渐变现象,且随光源光照角度的降低,凹坑图像特征更加突出.边缘灰度渐变的图像特征成为凹坑缺陷与其他平面缺陷相区别的重要特征,有利于凹坑缺陷的检测与识别. 展开更多
关键词 机器视觉 表面缺陷检测 凹坑检测 线阵ccd系统 汇聚线光源
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一种线阵CCD图像灰度分布快速校正方法 被引量:10
10
作者 朱均超 刘铁根 +2 位作者 刘德瑞 邓集杰 柳森 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期108-112,共5页
提出一种应用于色选机的高速线阵CCD图像灰度分布校正方法,能够快速有效的提高线阵CCD图像质量。通过分析色选机成像系统中使用的大视场、大相对孔径光学系统的光能量衰减影响,高速线阵CCD的光电响应特性,建立了校正模型,模型中线阵CCD... 提出一种应用于色选机的高速线阵CCD图像灰度分布校正方法,能够快速有效的提高线阵CCD图像质量。通过分析色选机成像系统中使用的大视场、大相对孔径光学系统的光能量衰减影响,高速线阵CCD的光电响应特性,建立了校正模型,模型中线阵CCD的各个光敏单元的衰减因子通过标准样板标定确定。采用FPGA实现校正模型,可在图像传输的过程中同时进行校正,每帧图像的校正延时不到0.1μs,满足色选机的高速处理要求。 展开更多
关键词 灰度分布 实时校正 光能衰减 线阵ccd 色选机
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基于多点合作目标的多线阵CCD空间物体姿态测量 被引量:18
11
作者 李晶 袁峰 胡英辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1635-1641,共7页
为了精确测量悬浮试验场内姿态快速变换的空间物体的姿态角参数,提出了一种采用3个线阵CCD相机同时测量多个点合作目标的姿态测量方法,以解决传统的线阵CCD姿态测量系统中相机位置间的约束条件过多造成的非线性系统误差及校准参数多的... 为了精确测量悬浮试验场内姿态快速变换的空间物体的姿态角参数,提出了一种采用3个线阵CCD相机同时测量多个点合作目标的姿态测量方法,以解决传统的线阵CCD姿态测量系统中相机位置间的约束条件过多造成的非线性系统误差及校准参数多的问题。该方法采用柱面透镜和线阵CCD组成的3个一维相机,对被测物体上的多个点合作目标同时进行测量;并针对测量原理对姿态角限制的问题,采用模拟计算的方法进行姿态角测量范围的计算。由神经网络校准线阵CCD相机,直接给出点合作目标的空间三维坐标,并通过建立基于Rodrigues参数姿态解算模型求解被测物体的姿态角。实验结果表明,本文方法得到的空间点位置测量精度及空间姿态解算精度高于原线阵CCD姿态测量方法,验证了该姿态测量方法进行姿态测量的可行性和有效性。 展开更多
关键词 姿态测量 线阵ccd 姿态解算 相机校准
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应用线阵CCD的空间目标外姿态测量系统 被引量:26
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作者 艾莉莉 袁峰 丁振良 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期161-165,共5页
设计了9路线阵CCD相机组合的空间目标外姿态测量系统,该系统解决了面阵图像传感器用于姿态测量时存在的速度和精度的矛盾,能够实时重构放置于被测物体上的点合作目标在世界坐标系下的三维坐标,并经空间解算,确定被测物体的姿态角。该系... 设计了9路线阵CCD相机组合的空间目标外姿态测量系统,该系统解决了面阵图像传感器用于姿态测量时存在的速度和精度的矛盾,能够实时重构放置于被测物体上的点合作目标在世界坐标系下的三维坐标,并经空间解算,确定被测物体的姿态角。该系统着眼于合作目标和相机光学系统的相对位置,解决了多相机与多点合作目标一一对应时的目标干扰问题;设计了新的光学系统构架,提高了精度,节省了空间;实现了多相机测量系统的局部标定和全局标定。图像采样率为1316帧/s时,姿态测量精度为1′。测试结果表明,该姿态测量系统可以实现对被测对象高精度的实时测量,且具有合作目标简单,价格低廉等优点。 展开更多
关键词 线阵ccd 姿态测量 合作目标 多相机测量系统
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基于线阵CCD植物微根系图像监测分析系统 被引量:8
13
作者 刘九庆 汤晓华 +2 位作者 陈健 谢永华 蒋云飞 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期121-124,共4页
开发基于线阵CCD植物活体微根系图像监测分析系统,消除面阵CCD图像桶形畸变,实现微根系生长无损原形监测。环形微根系扫描结合纵向深度位移,系统实现微根管内微根系全景图像扫描。通过基于分形理论的计算机微根系图像处理系统完成所采... 开发基于线阵CCD植物活体微根系图像监测分析系统,消除面阵CCD图像桶形畸变,实现微根系生长无损原形监测。环形微根系扫描结合纵向深度位移,系统实现微根管内微根系全景图像扫描。通过基于分形理论的计算机微根系图像处理系统完成所采集图像的分析,系统可自动完成基于像敏单元的定量化获取微根系生长关键特性值及其生长动态特性计算。本系统可应用于农林行业苗木培养、作物生长模型研究等领域。 展开更多
关键词 线阵ccd 植物微根系 图像监测 微根系分布密度 动态特性
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基于CCD的激光微位移测量系统研究 被引量:13
14
作者 赵育良 许兆林 李开端 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期73-75,共3页
介绍了一种基于多普勒效应的可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以He Ne激光器为光源 ,配以干涉系统移动方向判别及分频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等。与传统测量方法相比 ,... 介绍了一种基于多普勒效应的可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以He Ne激光器为光源 ,配以干涉系统移动方向判别及分频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等。与传统测量方法相比 ,其精度、灵敏度及稳定性都有较大提高 ,并实现了微位移的全自动测量。 展开更多
关键词 ccd 微位移测量 多普勒效应 干涉 HE-NE激光器
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线阵CCD成像系统自校图形设计 被引量:14
15
作者 王文华 何斌 任建岳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2011-2016,共6页
为了便于调试CCD成像系统以及检测系统接口的可靠性,基于CCD扫描成像原理设计了功能特点各异的几种自校图形来模拟CCD图像数据。作为数据模拟源,自校图形具有类似线阵CCD推扫成像的动态滚动特性,同时图形灰度等级变化明显,且在x和y方向... 为了便于调试CCD成像系统以及检测系统接口的可靠性,基于CCD扫描成像原理设计了功能特点各异的几种自校图形来模拟CCD图像数据。作为数据模拟源,自校图形具有类似线阵CCD推扫成像的动态滚动特性,同时图形灰度等级变化明显,且在x和y方向上均有灰度梯度。以鉴别率图形为例,阐述了自校图形的设计思想、代码实现及仿真验证过程。设计选用VHDL编程通过现场可编程逻辑阵列(FPGA)来实现,应用TEXTIO功能通过Modelsim仿真将自校图形数据导出到文本,然后调用MATLAB读取文本并显示图形以验证设计的正确性。几个自校图形在CCD遥感相机成像系统中得到了应用,共占用了约5%的逻辑资源。应用结果显示,自校图形能及时检测出通讯和数传模块所出现的异常并能判断分析问题根源。 展开更多
关键词 线阵ccd 成像系统 自校图形 鉴别率图 TEXTIO MATLAB
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基于CPLD工作模式可调的线阵CCD驱动电路设计 被引量:18
16
作者 谭露雯 李景镇 +1 位作者 陆小微 杨帆 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期436-440,共5页
针对传统驱动电路一旦做出修改,则需对硬件或程序进行改变的缺点,以型号为TCD1707D的线阵CCD为例,介绍了一种工作模式可调的驱动方法.该方法是利用复杂可编程逻辑器件和控制外端结合,通过分别设置内外触发来实现的.在外触发模式下,利用... 针对传统驱动电路一旦做出修改,则需对硬件或程序进行改变的缺点,以型号为TCD1707D的线阵CCD为例,介绍了一种工作模式可调的驱动方法.该方法是利用复杂可编程逻辑器件和控制外端结合,通过分别设置内外触发来实现的.在外触发模式下,利用外触发脉冲,可由用户控制CCD的曝光和信号输出时间;内触发时,可以调节CCD的积分时间和驱动频率.为提高信号输出质量,针对EMC问题给出了线阵CCD的外围驱动电路.实验结果表明,该方法调试方便、电路结构简单、集成度较高、输出信号可靠稳定、受干扰小,可配合多种用户需要,对高速精确测量及线阵推扫模式具有一定参考价值. 展开更多
关键词 光电技术 线阵ccd驱动 复杂可编程逻辑器件 工作模式 电磁兼容
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基于线阵CCD的迈克尔逊干涉仪测量金属丝的弹性模量 被引量:18
17
作者 漆建军 马文华 肖化 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第1期19-22,94,共5页
对现有迈克尔逊干涉仪予以简单改造,通过在金属丝上持续而均匀加力的变化引起金属丝细微伸长进而带动移动镜移动,从而引起光屏上干涉圆环数目的变化;通过对干涉圆环的自动精确记录就可以实现对金属丝微小伸长量的测量,提出了一种用线阵... 对现有迈克尔逊干涉仪予以简单改造,通过在金属丝上持续而均匀加力的变化引起金属丝细微伸长进而带动移动镜移动,从而引起光屏上干涉圆环数目的变化;通过对干涉圆环的自动精确记录就可以实现对金属丝微小伸长量的测量,提出了一种用线阵CCD作为光电传感器件捕捉干涉圆环的光强信号,再将电信号进行模数转换。采取USB接口与微机接口,用C++语言编写程序设计了一种新型的干涉圆环自动计数软件。将这种计数方法与金属丝弹性模量的测量结合起来,可以自动得出金属丝的弹性模量,且提供了一种交互性强的友好图形界面。 展开更多
关键词 迈克尔逊干涉仪 线阵ccd 干涉圆环 弹性模量
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CCD摄像机交汇测量目标脱靶量布站分析 被引量:16
18
作者 高昕 苏建刚 张光明 《应用光学》 CAS CSCD 2000年第5期40-43,共4页
分析线列 CCD摄像机交汇测量的原理 ,以空间虚拟的光电靶代替实物靶来实现对弹丸目标脱靶量的实时获取。在分析了 CCD摄像机测角精度与布站方式等影响交汇测量精度的因素后 ,对光电靶面上不同位置点的 CCD摄像机交汇坐标测量精度进行了... 分析线列 CCD摄像机交汇测量的原理 ,以空间虚拟的光电靶代替实物靶来实现对弹丸目标脱靶量的实时获取。在分析了 CCD摄像机测角精度与布站方式等影响交汇测量精度的因素后 ,对光电靶面上不同位置点的 CCD摄像机交汇坐标测量精度进行了计算 ,给出测量精度与布站的关系 ,指出 展开更多
关键词 线列ccd 脱靶量 交汇测量 摄像机
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基于线阵CCD的光谱信号高速数据采集系统设计 被引量:8
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作者 王伟兰 谈图 +1 位作者 汪磊 高晓明 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2011年第11期48-50,共3页
为了满足环境污染检测等工业实际应用的需要,便于系统的集成、降低成本,设计了一个基于FPGA和USB 2.0的线阵CCD光谱信号高速数据采集系统。以FPGA芯片EP2C20Q240作为采集系统的控制核心,USB 2.0芯片CY7C68013A作为数据传输通道与上位机... 为了满足环境污染检测等工业实际应用的需要,便于系统的集成、降低成本,设计了一个基于FPGA和USB 2.0的线阵CCD光谱信号高速数据采集系统。以FPGA芯片EP2C20Q240作为采集系统的控制核心,USB 2.0芯片CY7C68013A作为数据传输通道与上位机实现通信,通过计算机软件进行光谱采集,并能实时控制CCD的积分时间和采集光谱的平均次数。实验表明:该系统高效、稳定,1 s采集250帧谱图,可广泛应用于CCD光谱的实时快速精确测量。 展开更多
关键词 线阵ccd FPGA USB 2.0 数据采集
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线阵CCD总剂量辐照效应离线测量系统设计 被引量:7
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作者 张勇 唐本奇 +3 位作者 肖志刚 王祖军 黄芳 黄绍雁 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期494-497,共4页
建立了线阵CCD器件总剂量辐照效应离线测量系统,并利用该系统对一种商用线阵CCD进行了辐照效应研究,给出了暗电流输出电压信号和饱和电压信号的变化曲线。结果表明,该测量系统能够满足线阵CCD辐照试验要求。
关键词 电荷耦合器件 电路设计 离线测量系统 总剂量辐照效应
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