第九部分_光电信号的数据采集与计算机接口技术.ppt

9.3 光电信号的量化处理与A/D数据采集 9.3.3 序列光电信号的量化处理 本节以CCD输出的信号为序列光电信号的典型信号讨论其量化处理问题。CCD输出的信号分为线阵与面阵CCD两种，尽管它们的输出形式千差万别，但是它们都是时间的函数，属于时序信号。对于时序信号的量化处理过程通常要用到低通滤波器、采样保持器和A/D转换器等功能器件，这些功能器件的基本特性可参考相关电子技术教材。本节将通过介绍常用于线阵CCD输出信号量化处理的高分辨率A/D转换器，讲授序列光电信号的量化处理问题。 表9-1 HI1175JCB的各管脚的定义 ? 9.3.4 序列光电信号的A/D数据采集与计算机接口 序列光电信号常分为线阵CCD输出信号、面阵CCD输出的视频信号及其它电子束摄像管摄像机发出的具有各种制式的复合同步的视频信号。同步方式不同，A/D数据采集和计算机接口方式等也不相同。下面分别讨论线阵CCD的输出信号与面阵CCD的视频信号的A/D数据采集与计算机接口的问题。 1. 线阵CCD输出信号A/D数据采集的基本组成 2. 线阵CCD的A/D数据采集系统分析 9.4 视频信号的A/D数据采集 9.4.1 基于 PC总线的图像采集卡 1. 视频信号的预处理电路 可变电阻W1和W2分别作亮度和对比度调节作用， VD1与VD2用于抑制场同步脉冲，且用于视频信号限幅。 6. 同步销相电路 同步锁相电路使全电视频信号经同步分离后产生的行、场同步信号与图像卡分帧电路CRTC输出的行、场同步信号锁相，保持二者的同步关系。 9.4.2 基于 PCI总线的图像采集卡 思考题与习题 9 9.11 已知RL2048DKQ(26×13μm2)在250～350nm波段的光照灵敏度为4.5V/μJ?cm-2，今用RL2048DK为光电探测器，采用16位的A/D数据采集卡（ADS8322转换器件，基准电压为2.5V，满量程输入电压为5V）对被测光谱进行探测，探测到一条谱线的幅度为12 500，谱线的中心位置为1042像元上，设RL2048DK的光积分时间为0.2S，测谱仪已被2条已知谱线标定，一条谱线为260nm谱线中心位置在450像元；另一条谱线为340nm谱线中心位置在1 550像元。试计算该光谱的辐射出射度和光谱辐射能量各为多少？ 9.10 已知AD12-5K线阵CCD的A/D数据采集卡采用12位转换器ADC1674，它的输入电压范围为0～10V，今测得三个像素点的值分别为4093，2121，512，并已知线阵CCD的光照灵敏度为47(v/lx.s)试计算出这三个点的曝光量分别为多少？ 9.12 一般的面阵CCD的AD数据采集卡采用8位的A/D转换器件，当某幅图像中所采到的数据都为127，说明出现了什么问题？（正常的数据应为0～255）。 第九部分 光电信号的数据采集 与计算机接口技术 微型计算机（包括单片机、单板机和系统机等）具有运算速度快，可靠性高，信息处理、存贮、传输、控制等功能性强的优点，被广泛地用于光电测控技术领域，成为必不可少的功能部件。 光电信号的种类很多，不同的应用领域有着不同的光电信号，但归结起来，分为缓变信号，调幅、调频脉冲信号与视频图像信号等。光电信号载运信息的方法基本上分为幅度信息，频率信息和相位信息。如何将这些信息送入微型计算机，完成信息的提取、存贮、传输和控制，是本章的核心问题。 9.1 光电信号的二值化处理 微型计算机所能识别的数字是“0”或“1”，即低或高电平。这里的“0”或“1”代表很多意义，在光电信号中它既可以代表信号的有与无，又可以代表光信号的强弱到一定程度，还可以检测运动物体是否运动到某一特定的位置。将光电信号转换成“0”或“1”数字量的过程称为光电信号的二值化处理。光电信号的二值化处理分为单元光电信号的二值化处理与视频信号的二值化处理。 9.1.1 单元光电信号的二值化处理 由一个或几个光电转换器件构成的光电转换电路所产生的独立信号称为单元光电信号。 例如，如图9-1所示控制某运动机件在某轨道上做反复的变速运动。在机件运动的轨道两侧设置三对光电传感器，S1、S2和S3分别为光源，D1、D2和D3分别为放置在初始位置S、变速点A和折返点B的三个光电传感器，它们的输出信号均为单元光电信号。 从初始点S开始以v1高速运动，到A点后，降低速度，以v2低速运动到B点后再返回。返回时，先以-v1高速运行，过A点后，再以-v2低速运行到S点再返回。如此往返运行。 采用如图9-2所示的钢板边缘位置的光电检测系统，当被测钢板的边缘成像到光电器件的光敏面上刚好有一半的面积遮挡时（