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传统的颜色信息获取方法是对彩色信号先进行分色得到RGB三基色信号,然后进行信号采集,获取分色结果。这种方法得到的彩色信号易受光照和观测者心理因素等方面的影响,会引起较大偏差。近年来,为了实现颜色信号的高保真采集与还原,常采用光谱信号采集方法获取更准确的颜色信息并得到最终的分色结果。 为精确采集光谱信号,本文设计了以FPGA为控制核心的低噪声、大动态光谱信号采集系统。采用光电二极管阵列光谱信号传感器获取光谱信号,后经宽带低噪声模拟信号调理电路调整,再由高精度双路A/D转换器得到数字信号并传至上位机进行集中处理。本系统在信号采集与处理方面利用FPGA实现数据采集和预处理,并通过系统供电电源的优化,解决了低噪声大动态光谱信号采集系统实现的技术瓶颈问题,并使其具有信号处理响应速度快、色域范围宽、精度高等优点,在印刷品墨色控制等方面具有非常重要应用前景。 本文从三个方面对光谱信号采集系统进行研究,第一,提出光谱信号采集系统的构成方案,明确系统各部分模块的设计功能要求。第二,对系统噪声来源进行细分研究,解决了高信噪比电路系统的设计关键问题;分析了系统的动态范围,设计了可在FPGA控制下对有光谱信号有效值进行提取的数据调理电路;从电源、模拟信号预处理、PCB电路布局等多方面对电路进行优化。第三,设计FPGA对各模块的驱动,完成系统的设计要求。