📦 FPGA的发射光谱层析技术的研究 - 免费下载

发射光谱层析（EST）技术是结合了辐射测量和光学层析技术所形成的光学层析技术（OCT）的一个分支，它是一种不干扰原待测场分布的测量诊断技术，它在热物理量测试、等离子体诊断等方面显示出了极大的优越性，尤其是在场分布测量方面，几乎是其它方法不可替代的，是测量三维流场内部物理量分布的一种常用方法。三维流场重建的流程分为数据采集和数据处理两部分，目前所使用的方法一般是在计算机上利用软件直接对采集到的标准格式图象数据进行处理来完成，计算机重建需要花费较长的时间，而且图像格式的数据的灰度级制约重建的精度，对于这两种情况，用软硬件结合的方式进行三维流场重建会得到很好的改善。 本文先用传统的层析重建技术重建火焰的温度场，根据此方法在实际应用中存在的问题，提出了一种基于多路视频信号处理和FPGA加速的发射光谱层析技术的方法。首先，利用面阵CCD来获取待测场的投影值，将多路面阵CCD输出的视频信号在FPGA的控制下进行10bit的并行AD变换，以便得到精度更高的投影值，然后再利用FPGA的高速数据处理能力对投影值进行重建，这样能够大大提高重建的速度，对于目前工业要求的高精度实时测量具有重要的意义。 本方法采用Altera公司Cyclone系列的芯片的作为核心控制芯片，硬件设计部分包括电路原理图设计，制作基于FPGA的多路AD并行转换电路PCB板，实现模拟板和数字板直接的通信，电路板以及整个系统的调试。整个系统采用分模块的方式来实现，利用VHDL语言对各个模块进行编程，在Quartus‖中进行仿真，最后将程序下载到FPGA芯片中运行、调试。

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