基于線陣CCD及FPGA的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理.pdf

1、血液成分的檢測(cè)是保健與疾病診斷的重要手段，其中近紅外血液成分的無創(chuàng)檢測(cè)極具應(yīng)用前景，特別是動(dòng)態(tài)光譜檢測(cè)方法的提出，從原理上可以去除個(gè)體差異和測(cè)量條件的影響。但血液成分眾多、光譜重疊嚴(yán)重，加上動(dòng)態(tài)光譜本身的采集還需要較高的速度，因此，高質(zhì)量獲取動(dòng)態(tài)光譜就成為能否實(shí)現(xiàn)基于動(dòng)態(tài)光譜法的血液成分無創(chuàng)檢測(cè)的關(guān)鍵。 通過采集光電脈搏波進(jìn)而提取動(dòng)態(tài)光譜，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須具有很高的精度、靈敏度和速度，同時(shí)需要實(shí)時(shí)處理大量的數(shù)據(jù)，因此要求系統(tǒng)具有

2、強(qiáng)大的控制與處理能力。針對(duì)檢測(cè)動(dòng)態(tài)光譜的上述要求，本文設(shè)計(jì)了基于線陣CCD與FPGA的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理系統(tǒng)。 針對(duì)動(dòng)態(tài)光譜檢測(cè)中光電信號(hào)十分微弱的特點(diǎn)，本文選用了高性能線陣CCD--IL-C6-2048C，并為其設(shè)計(jì)專門的時(shí)序產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)電路。為了能更好的對(duì)高精度高速CCD輸出的信號(hào)進(jìn)行采集，本文選用了精度高達(dá)18位的A/D轉(zhuǎn)換器--AD7674。 動(dòng)態(tài)光譜的檢測(cè)不但要實(shí)現(xiàn)CCD和A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)序設(shè)計(jì)，同時(shí)還要實(shí)

3、現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算和FFT算法，以及大量數(shù)據(jù)的采集和控制。根據(jù)系統(tǒng)的要求，本文選用了具有較高處理速度和強(qiáng)大控制能力的FPGA及NiosⅡ微處理器，設(shè)計(jì)了基于FPGA及NiosⅡ微處理器的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)檢測(cè)和預(yù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了FPGA的可編程性、高速度、靈活配置和可嵌入Nios Ⅱ軟核等優(yōu)點(diǎn)，利用FPGA強(qiáng)大的控制和數(shù)據(jù)處理功能，實(shí)現(xiàn)了CCD時(shí)序和A/D轉(zhuǎn)換器控制時(shí)序，完成了對(duì)數(shù)運(yùn)算和FFT算法。 動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求高精度、