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(dāng)今分析檢驗(yàn)工作最重要的技術(shù)之一。在光學(xué)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(chǔ)上的分析方法，其主要優(yōu)勢(shì)在于每一種化合物都存在紅外吸收，因而可測(cè)范圍非常廣泛?，F(xiàn)在，該方法主要應(yīng)用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、反應(yīng)機(jī)理研究及物質(zhì)定性和定量分析等領(lǐng)域。由于利用近紅外光譜包含的物質(zhì)特征信息非常穩(wěn)定、可靠和有效，該技術(shù)也常被用于如藥品等特殊領(lǐng)域的物質(zhì)分析。為確保分析安全性和有效性，對(duì)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(nèi)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(shè)計(jì)。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(xì)介紹了FTIR光譜儀的原理、高速采樣系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)部分。硬件設(shè)計(jì)有調(diào)理電路設(shè)計(jì)和采集電路的設(shè)計(jì)。其中調(diào)理部分包括對(duì)干涉信號(hào)的分段增益的設(shè)計(jì)、信號(hào)的放大和濾波設(shè)計(jì)。采集部分設(shè)計(jì)主要采用∑-△ADC確定了系統(tǒng)具有12位采樣精度和65Msps的轉(zhuǎn)換速度;采用了Xilinx-s6系列的FPGA

3、（現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列）為采樣主控核心并對(duì)其外圍存儲(chǔ)和通訊進(jìn)行的配置設(shè)計(jì)。采集部分實(shí)現(xiàn)了對(duì)干涉光數(shù)據(jù)高速實(shí)時(shí)采集及存儲(chǔ)，具有穩(wěn)定處理數(shù)據(jù)的能力。軟件部分主要是基于硬件設(shè)計(jì)中采用的多通道設(shè)計(jì)，將紅外光的邁克爾遜干涉信號(hào)經(jīng)過三路通道同步采集調(diào)理和AD轉(zhuǎn)換后獲取的光譜數(shù)據(jù)在MVDR準(zhǔn)則下在通過線性約束(LCMV)獲得統(tǒng)計(jì)最優(yōu)權(quán)矢量并對(duì)線性約束前后的信噪比進(jìn)行了分析比較。文章最后對(duì)一組在不同情況下獲得的實(shí)測(cè)的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜分析，分析結(jié)果表明，