基于FPGA和USB2.0的高速CCD聲光信號采集系統

　　4 實驗數據分析

　　使用TEKTRONIX公司的示波器，對經過隔直處理后的RL2048P輸出信號在各種實驗條件下進行了測試和分析。如圖2所示，VOUT為像元輸出信號，每一個像元輸出信號的開始都有一個同步參考信號，后面部分才為有效信號輸出，由于CCD輸出信號為負極性信號，所以有效信號值相對于參考信號為負。

　　圖5為全暗條件RL2048P的輸出，由于光敏面上沒有光，只有暗電平信號輸出，所以像元的輸出有效信號幾乎為零。圖6為弱光條件RL2048P的輸出，有效信號幅值發生了變化。圖7為全亮條件RL2048P的輸出，有效信號到達了飽和值。RL2048P的實際輸出和理論分析一致，工作正常。聲光信號通過中間有孔的不透光遮擋板照在CCD上，使用應用軟件進行數據采集。從CCD Data．txt數據文件中連續提取8 192個像元點即四幀CCD數據，Matlab軟件分析如圖8所示。

　　有光照射的位置對應為高，實測數據和理論值吻合。在其他條件下也做相關實驗，結果與理論基本一致。由于篇幅所限，本文不做詳細介紹。實驗結果表明，系統功能完整，可以實現聲光信號的高速采集、傳輸及儲存。

　　5 結 語

　　系統采用現場FPGA作為硬件設計核心，使用Veritog語言。進行硬件描述，使系統更靈活，可在線編程，便于擴展和升級。這里的CCD驅動時序采用狀態機與分頻相結合的新方法，實際測試驅動波形穩定且沒有毛刺，CCD輸出信號質量高。USB應用于Slave FIFO高速傳輸模式，滿足了高速CCD聲光信號采集的要求，具有實時性、高速、穩定、可靠等特點。