口腔数字影像仪图像采集卡的设计

论文摘要

口腔数字成像系统是当今放射医疗科学研究的热点。本设计跟踪该领域的国内外动态,利用最新的CCD数字成像技术,结合嵌入式计算机技术,设计和调试了X光图像采集卡。文章着重讨论了相关双采样的基本原理以及其在实际运用过程的误差和干扰,研究了可编程门阵列技术(FPGA)在CCD驱动和采样控制中的流程,并且根据实际拍摄结果优化了成像的质量。采集卡与图像处理软件相结合,在CPU的统一控制下,能自主完成口腔骨骼的拍片工作。本设计采用独立系统,极大保证了系统运行的稳定性,并且具有美观、便于拆装和操作简便等特点,有效弥补了国内同类产品的空白,具有较大的发展前景。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 口腔数字成像系统
• 1.2 国内外研究概况以及发展趋势
• 1.3 本论文的主要研究工作
• 2 口腔数字成像实现技术
• 2.1 X射线成像
• 2.1.1 X射线的特性
• 2.1.2 X射线成像的基本原理
• 2.1.3 X射线采集手段
• 2.2 CCD图像传感器
• 2.2.1 CCD的工作原理
• 2.2.2 FFT—CCD（全帧转移CCD）的选择
• 2.3 嵌入式计算机
• 2.3.1 嵌入式计算机简介
• 2.3.2 嵌入式系统的定义和特点
• 2.3.3 本设计采用的嵌入式计算机标准
• 2.4 FPGA芯片技术
• 2.4.1 FPGA的技术特点
• 2.4.2 Altera公司研制开发的FPGA系列产品的主要特征
• 2.4.3 FPGA3000A系列芯片的特点
• 2.5 相关双采样技术（CDS）
• 2.5.1 CCD信号中的主要噪声成分
• 2.5.2 相关双采样电路原理
• 3 总体设计方案及其工作原理
• 3.1 主要功能模块
• 3.2 功能描述
• 3.2.1 工作过程
• 3.2.2 分类描述
• 4 具体设计模块描述
• 4.1 EPM3256A模块分析
• 4.1.1 模块构成
• 4.1.2 Control模块
• 4.1.3 Vgal模块
• 4.1.4 Pgal模块
• 4.1.5 Hgal模块
• 4.1.6 Flag模块
• 4.1.7 Trig模块
• 4.1.8 Out模块
• 4.2 模拟电路模块
• 4.2.1 第一级放大滤波电路
• 4.2.2 相关双采样电路
• 4.2.3 二阶低通滤波电路
• 4.2.4 电平反向电路
• 4.3 数字电路模块
• 5 方案评定及实施方向
• 5.1 误差来源
• 5.2 误差具体分析
• 5.2.1 电源对运放的影响
• 5.2.2 模拟开关对信号的影响
• 5.2.3 稳压管的误差
• 5.2.4 ADC的误差
• 5.2.5 阻容元件的误差
• 5.2.6 PCB布局、布线造成的干扰
• 5.2.7 电磁干扰的影响
• 5.3 评定结果
• 5.4 开关电路的选择
• 5.5 电磁干扰的排除
• 5.6 阻容元件的选择及其对图像的影响
• 结束语
• 致谢
• 参考文献