远紫外宽带极光成像仪原理样机图像采集和传输系统的研制

论文摘要

极光是空间光学辐射中一种重要的自然发光现象。远紫外光谱中(140nm—190nm)包含了极光的很多关键信息,同时天基极光成像探测具有很多的优点,因此我们设计了一台远紫外宽带极光成像仪原理样机,为今后发展对极光进行天基成像探测打下基础。样机包括望远镜、像增强器、光学耦合和图像采集和传输四部分。本论文的主要工作是进行原理样机的图像采集和传输部分的研制。图像采集与传输部分是原理样机的核心部分之一,其功能是采集像增强器发出的可见光图像信号,并将其数字化后传输到计算机端进行存储。它设计的好坏关系到成像仪的灵敏度和分辨率的高低,直接影响探测的结果。图像采集与传输部分以高速采集和传输信号为目的,使用CCD来采集图像信号,使用具有相关双采样的模数转换器来处理CCD输出信号,使用CPLD来产生控制和驱动信号,使用USB2.0接口向PC端传输数据。本文在介绍了相关背景之后,着重介绍了图像采集与传输系统部分的硬件设计和软件设计,论述了该部分各模块的选择和物理连接的实现,以及产生控制和驱动信号程序与PC端通信程序的设计,给出了测试结果并得出了所设计的图像采集和传输系统实现了基本功能的结论,文末对现阶段的工作进行了总结并对将来的工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.3 典型探测器总结
• 1.4 选题意义
• 第二章 远紫外宽带极光成像仪简介
• 2.1 引言
• 2.2 远紫外宽带极光成像仪系统组成
• 2.3 望远镜系统
• 2.4 像增强器系统
• 2.5 光学耦合系统
• 2.6 图像采集和传输系统
• 2.7 小结
• 第三章 CCD 相关基础知识
• 3.1 引言
• 3.2 CCD 的工作原理
• 3.3 CCD 的分类
• 3.4 CCD 器件驱动电路的设计
• 3.5 CCD 噪声分析及处理
• 3.6 小结
• 第四章 图像采集与传输系统的硬件设计
• 4.1 引言
• 4.2 图像采集与传输系统的组成
• 4.3 小结
• 第五章 图像采集与传输系统的软件设计
• 5.1 引言
• 5.2 硬件描述语言程序的设计
• 5.3 PC 端程序的设计
• 5.4 小结
• 第六章 系统测试及结果
• 6.1 引言
• 6.2 测试结果
• 6.3 小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文情况
• 致谢