23915.快速thztds數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計

1、快速快速THzTHzTDSTDS數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計DesignofTHzTDSRapidDataAcquisitionSystem學科專業(yè)：光學工程研究生：胡子曉指導教師：黃戰(zhàn)華教授天津大學精密儀器與光電子工程學院二零一四年十二月摘要摘要太赫茲波（THz）技術近年來其學術和應用價值受到世界范圍的廣泛關注。太赫茲時域光譜（THzTDS）技術作為發(fā)展最早的一種太赫茲波技術，能夠同時探測太赫茲波的振幅和相位信息，在生物醫(yī)學、安全

2、檢查、無損檢測及通訊等領域具有廣闊的應用前景。近年來許多科研單位一直致力于THzTDS技術及其系統(tǒng)儀器化的研究，太赫茲時域脈沖信號的快速自動化采集是儀器化應用中需要解決的主要問題之一。目前傳統(tǒng)的THzTDS檢測時間慢，數(shù)據(jù)采集量低。為了提高THzTDS檢測速度與精度，本文設計了一種基于閉環(huán)控制的快速THzTDS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。設計完成系統(tǒng)可進行快速連續(xù)掃描采集，步進掃描時通過光學延遲線的信號反饋來實時獲取其位置信息，完成自動化快速掃描。通

3、過每步連續(xù)采集多個數(shù)據(jù)點來提高單步采集的準確性。最終實驗結果表明設計的系統(tǒng)能夠充分利用光學延遲線的硬件性能，可實現(xiàn)最高800KHz的數(shù)據(jù)采集，當設定步長5um時單步連續(xù)采集1000個數(shù)據(jù)點時間僅為86.34ms，本文設計的采集系統(tǒng)能夠?qū)μ掌潟r域脈沖信號進行高精度自動化快速采集。本文完成的主要工作和本文的創(chuàng)新點如下：1、根據(jù)光電導式THzTDS系統(tǒng)產(chǎn)生和探測太赫茲時域信號的原理設計了數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的總體方案。方案主要包括數(shù)據(jù)采集控制系

4、統(tǒng)的硬件設計，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的軟件設計。2、完成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件控制電路設計。根據(jù)實際需求，分別設計完成了光學延遲線控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)傳輸單元的硬件及邏輯設計。3、完成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中軟件部分的具體設計。為了充分利用光學延遲線的硬件性能，提出了基于閉環(huán)控制的自動化掃描控制算法。完成了系統(tǒng)的下位機軟件程序的編寫，完成了上位機軟件的界面設計及功能實現(xiàn)等。4、進行了光學延遲線控制實驗及結果分析，數(shù)據(jù)采集時傳輸性能測試