基于fpga的tdlas波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)及數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA的TDLAS波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)及數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)姓名：楊佳佳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)；測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器指導(dǎo)教師：盧榮軍2012-06A b s t r a c tA s m u c hm o r e a t t e n t i o nh a sb e e np a i do nt h ee n v i r o n m e n tp r o t e c t i o na n dd e m

2、 a n dt oi m p r o v et h e s a f e t ya n d e f f i c i e n c yo fi n d u s t r y , t h eo p t i c a l t e c h n i q u e s f o rg a ss e n s i n g a r ed e v e l o p i n g v e r yr a p i d l y ．T u n a b l e d i o d el

3、a s e ra b s o r p t i o ns p e c t r o s c o p y ( T D L A S ) i st h eo n e o ft h er e p r e s e n t a t i v em e a s u r e m e n tm e t h o d ，研吐lf e a t u r e s o ff a s tr e s p o n s e ，h i g h p r e c i s i o n ,

4、 a n ds i m u l t a n e o u sm e a s u r e m e n t o f m u l t i - p a r a m e t e r ．T h ea p p e a r a n c eo f F i e l dP r o g r a m m a b l eG a t e sA r r a y ( F P G A ) h a s c h a n g e d t h ed e s i g n m e t

5、h o d o f d i g i t a le l e c t r o n i cs y s t e ma n d p r o v i d e da n e wd e s i g n m o d e l ．W i t h t h et w o t e c h n o l o g i e s ，t h i sp a p e r w i l ld e s c r i b ea s y s t e md e s i g n e db y F

6、 P G Aw h i c hi sb a s e d o nT D L A S t e c h n o l o g y ．T h i sp a p e r m a i n l y c o n t a i n st w o p a r t s ，o n ei st od e s i g na F P G A s y s t e mb a s e d o n W a v e l e n g t h m o d u l a t i o n

7、, a n d t h eo t h e ri sd e s i g n a d a t ap r e p r o c e s s i n gs y s t e m b yF P G A ．F i r s t , t h e b a c k g r o u n d ，s i g n i f i c a n ta n d t h es t a t u s o f m a j o r t e c h n o l o g yo ft h i

8、sr e s e a r c hw e r eb a s i c a l l y i n t r o d u c e d ．T h e n t h e f o u n d a t i o n a l t h e o r i e s o fT D L A St e c h n o l o g yw e r ee x p o u n d e d ，i n c l u d i n gt h eb a s i cp r i n c i p l

9、eo f T D L A S m e a s u r e m e n t , W a v e l e n g t hm o d u l a t i o n ，a n dt h ep r i n c i p l e o f s e c o n d - h a r m o n i cs i g n a lm e a s u r e m e n ta n dt h ei n t r o d u c t i o no fT D L A Ss y

10、 s t e mc o m p o n e n t s ．N e x t , t h eb a s e so f t h eF P G A d e s i g n w e r es k e t c h e da n d t h eF P G A d e s i g nf l o w w i l l b e d e c r y p t e d i n d e t a i l ．T h e s t r u c t u r e o ft h

11、eT D A L S s y s t e m b a s e d o n F P G Ai sr e l a t i v e l ys i m p l e ，e a s y t oo p e r a t e ，a n d t h ed e s i g n C a nb em o d i f i e dt o m e e tt h e d i f f e r e n tr e q u i r e m e n t s o f t h e T

12、 D L A S ，a n d i t ’Ss u i t a b l ef o ri n d u s t r i a la p p l i c a t i o n s ．I nt h ef o l l o w i n g t h r e ec h a p t e r s ，t h eF P G A d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h em a i nm o d u l e

13、 si n t h eT D L A S s y s t e mw e r ef o c u s e d , i n c l u d i n g t h eF P G A i m p l e m e n t a t i o n o f s i g n a lg e n e r a t o r , F P G A i m p l e m e n t a t i o no fd a t a a c q u i s i t i o ns y

14、s t e m s ，a n dd a t ap r e - p r o c e s s i n gs y s t e md e s i g n e db yF P G A ．W a v e l e n g t hm o d u l a t i o n g e n e r a t e st h em o d u l a t i o n s i g n a lw h i c hC a nm e e t t h eT D L A S s y

15、 s t e mr e q u i r e m e n t s ．M u l t i ·c h a n n e lh i 曲一s p e e dd a t aa c q u i s i t i o nm o d u l e i st oa c h i e v eh i 曲一s p e e dD D l L , L V D Sd a t af o rT D L A S s y s t e ma n dd e s i g na n

16、 i n t e r f a c em o d u l ew h i c hi st ot r a n s m i t6 4 h i g h - s p e e dd a t a ．T h ed a t ap r e p r o c e s s i n gm o d u l ew i l lp r o c e s st h eT D L A Ss i g n a l w h i c hm a k e st h eT D L A Ss i

17、 g n a lb ef u r t h e ra n a l y s i s ．F i n a l l y , u s et h i ss y s t e mi np r a c t i c a la p p l i c a t i o n s ，a n dt h er e s u l t ss h o w t h a tt h es y s t e m C a n f i tT D L A S t e c h n o l o g y