傅里葉變換紅外光譜儀高速采樣系統(tǒng)的研究.pdf

1、傅里葉變換紅外光譜分析法是當今分析檢驗工作最重要的技術之一。在光學分析法中，紅外光譜分析法是建立在分子吸收紅外輻射的基礎上的分析方法，其主要優(yōu)勢在于每一種化合物都存在紅外吸收，因而可測范圍非常廣泛。現(xiàn)在，該方法主要應用于物質結構分析、反應機理研究及物質定性和定量分析等領域。由于利用近紅外光譜包含的物質特征信息非常穩(wěn)定、可靠和有效，該技術也常被用于如藥品等特殊領域的物質分析。為確保分析安全性和有效性，對于紅外光譜信息無差異采樣問題就一直被

2、人們所重視。本文的內容主要是介紹基于邁克爾遜干涉儀下的光譜信息采集系統(tǒng)的設計。論文首先簡單介紹了FTIR光譜儀和采集電路的發(fā)展概況，主體部分詳細介紹了FTIR光譜儀的原理、高速采樣系統(tǒng)的硬件設計及軟件設計部分。硬件設計有調理電路設計和采集電路的設計。其中調理部分包括對干涉信號的分段增益的設計、信號的放大和濾波設計。采集部分設計主要采用∑-△ADC確定了系統(tǒng)具有12位采樣精度和65Msps的轉換速度;采用了Xilinx-s6系列的FPGA

3、（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）為采樣主控核心并對其外圍存儲和通訊進行的配置設計。采集部分實現(xiàn)了對干涉光數(shù)據高速實時采集及存儲，具有穩(wěn)定處理數(shù)據的能力。軟件部分主要是基于硬件設計中采用的多通道設計，將紅外光的邁克爾遜干涉信號經過三路通道同步采集調理和AD轉換后獲取的光譜數(shù)據在MVDR準則下在通過線性約束(LCMV)獲得統(tǒng)計最優(yōu)權矢量并對線性約束前后的信噪比進行了分析比較。文章最后對一組在不同情況下獲得的實測的光譜數(shù)據進行光譜分析，分析結果表明，