【摘 要】
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光谱分析法较传统的分析方法有分析速度快、结果精度高、分析过程无破坏性等优点,在天文观测、大气污染物遥测、食品检测、军事领域得到广泛的应用,而干涉式光谱仪是获取光谱
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光谱分析法较传统的分析方法有分析速度快、结果精度高、分析过程无破坏性等优点,在天文观测、大气污染物遥测、食品检测、军事领域得到广泛的应用,而干涉式光谱仪是获取光谱信息的一种重要手段。文章在分析比较目前实现干涉条纹光谱复原方法的基础上,根据傅里叶变换光谱学的基本原理,设计了采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现干涉条纹光谱复原系统,将所有的处理集中在一个芯片中实现,集成度高,并有处理速度快、灵活性强、便携性好等优点,特别适合快速光谱测量的应用领域。文章首先介绍了光谱分析法的特点、应用领域及干涉光谱仪的发展历程和FPGA的特点及其实现数字信号处理方面的优点;接着论述了光的干涉理论和傅里叶变换光谱学的基本原理,对干涉条纹数据处理的几个步骤做了详细的理论推导;然后逐一实现各个功能模块,包括FPGA处理系统外围最小电路、AD转换模块、切趾模块、FFT和基于USB2.0的数据传输模块;最后,完成整体电路的制作,分别对AD转换模块、USB传输模块和整体功能进行测试,实验结果表明采用FPGA实现干涉条纹光谱复原方案是可行的。
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