瞬变光强高速采集系统作品申报书

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1、作品名称：瞬变光强高速采集系统申报者姓名（集体名称）：指导教师：类别：□自然科学类学术论文□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文√科技发明制作A类□科技发明制作B类A2申报者情况（集体项目）说明：必须由申报者本人按要求填写，申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列。申报者代表情况姓名学校学历作品名称瞬变光强高速采集系统通讯地址主要合作者情况姓名性别年龄学历所在学院、班级资格认定学生资格是否为我校正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类学生（本科生和研究生）。□是□否若是，其学号为：129084022（学院盖章）

2、年月日指导教师意见作品是否为课外学术科技作品或社会实践活动成果。□是□否指导教师签字：年月日B3．申报作品情况（科技发明制作）说明：仅科技发明制作类作品填写此表。必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图或照片，也可附鉴定证书和应用证书，以上材料可附于E表。作品全称 瞬变光强高速采集系统作品分类（C）A．机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）B．信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）C．数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）D．生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、

3、食品等）E．能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标设计、发明目的：完成高速运动状态下的图像采集工作。基本思路：整体设计采用CPLDＥＰＭ２４０ｔ１００ｃｓｎ作为处理器，提供各个芯片的时序信号并实现各种控制功能。线阵CCD图像传感器TCD120８ｃｐ感光后输出图像信号，经集成CCD信号处理器AD9943转换为数字信号，经微控制器ＳＴＭ３２ｆ１０３Ｚｅ处理并显示在计算机上。创新点如下：1、CCD信号每个像素周期可根据时间分为三个部分:复位电平、浮置栅电平

4、和信号电平。其中信号电平是我们需要的图像信息，它反映了对应像敏单元的感光强度，光照越强，信号电平越小，与浮置栅电平的压差越大。相关双采样原理就是用两个采样保持脉冲，分别对浮置栅电平和信号电平采样，再将两次采样的信号相减作为输出信号。由于两次采样的噪声是相关的，因此噪声被消除。这样，在消除噪声的同时，也提取到了有效的图像信号。２、CCD信号的降噪、A/D转换等处理技术对获得高质量的图像信号有至关重要的作用，在电路设计时，如果采用分立元件搭建，调试难度较大，可靠性不高，所以我们采用AD公司的单通道CCD信号处理器AD9943，它将直流

5、恢复、相关双采样、暗电平校正、可编程增益放大等信号调理功能以及模数转换功能集成到芯片内部，完成CCD信号处理的所有工作并输出数字信号。３、为了提高传输距离及与图像处理卡匹配，需将数字信号转换为LVDS电平。LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。作品概要：系统实现了高速运动图像的正常采集与显示，具有速度快、成本低、可靠性高等特点，为后续的图像处理系统提供了稳定可靠的图像数据。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品

6、是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）现在市场上国外成品线阵CCD工业相机的价格十分昂贵，占用了机器视觉系统的大部分成本。本文利用线阵CCD设计了一种图像采集系统，实现了低成本条件下的高速高精度图像采集，为后续的机器视觉系统提供稳定可靠的图像数据。在电路设计时，如果采用分立元件搭建，调试难度较大，可靠性不高。所以我们采用单通道CCD信号处理器AD9943。它将直流恢复、相关双采样、暗电平校正、可编程增益放大等信号调理功能以及模数转换功能集成到芯片内部，参考文献：［1］王庆有．图像传感器应用技术

7、［M］．北京:电子工业出版社，2003；［2］薛旭成．CCD成像系统中模拟前端设计［J］．光学精密工程，2007；［3］许秀贞．CCD噪声分析及处理技术［J］．红外与激光工程，2004；［4］王华伟．CCD信号处理电路设计研究［J］．科学技术与工程，2007；［5］刘蕾．基于CPLD的线阵CCD的驱动及数据采集［J］．电子测量与仪器学报，2006；作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果无作品所处阶段（A）A实验室阶段B中试阶段C生产阶段D（自填）技术转让方式 无作品可展示的形式□实物、产品□模

8、型□图纸□磁盘□现场演示□图片□录像□样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测整体设计采用CPLD作为处理器，提供各个芯片的时序信号并实现各种控制功能。线阵CCD图像传感器TCD120