| 【中文题名】 | 电光采样中数据采集系统的设计 |
| 【英文题名】 | The Design of the Data Sampling System in Electro-optic Sampling |
| 【学科专业】 | 微电子与固体电子学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-4-3 |
| 【中关键词】 | 光电探测器,模数转换器,单片机,通用串行总线,LabVIEW, |
| 【英关键词】 | Photodiode Detector,ADC,MCU,USB,LabVIEW, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统 |
| 【论文摘要】 | 本论文设计期间，我们设计了一套用于电光采样系统中的微弱光电流检测的数据采集模块，该模块包括以下5个部分：
1．光电探测器；
2．前置放大器；
3．数据转换部分；
4．数据传输部分；
5．虚拟示波器。
论文的第一章我们首先分析了电光采样系统中的噪声来源，并且介绍了光电探测器的基本特性。论文的第二章详细介绍了我们设计的前置放大器，它由电流一电压转换部分，电压放大部分，后级滤波部分，跟随输出等部分组成。论文的第三章介绍的是数据采集系统，本章中我们详细介绍了数据采集系统的硬件电路以及软件流程。在第四章我们简单介绍了虚拟示波器的定义，并由此引出我们使用的软件Labview，最后给出基于动态链接库(DLL)设计的虚拟示波器的源程序。第五章中我们利用实验中测得的数据分析了该数据采集模块的特性，并指出该模块的不足之处。 |
| 【论文题纲】 |
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内容提要 |
4-7 |
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引言 |
7-9 |
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第一章 电光采样系统中噪声来源及光电探测器的特性 |
9-18 |
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1.1 采样系统中的噪声来源 |
9-13 |
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1.1.1 热噪声 |
9-10 |
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1.1.2 散粒噪声 |
10-11 |
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1.1.3 1/f噪声 |
11-12 |
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1.1.4 暗电流噪声 |
12 |
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1.1.5 集成运算放大器噪声 |
12-13 |
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1.2 光电探测器的特性 |
13-18 |
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1.2.1 光电效应 |
13-14 |
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1.2.2 光电探测器的结构及工作原理 |
14-15 |
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1.2.3 光电二极管的基本特性 |
15-18 |
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第二章 前置放大器电路的设计 |
18-41 |
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2.1 噪声系数和噪声因数 |
18-20 |
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2.1.1 噪声系数(noise factor) |
18-19 |
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2.1.2 可检测的最小信号 |
19-20 |
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2.1.3 噪声因数 |
20 |
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2.2 放大器的噪声特性 |
20-29 |
|
2.2.1 放大器的噪声电压电流模型 |
20-23 |
|
2.2.2 最佳源电阻和最小噪声系数 |
23 |
|
2.2.3 级联放大器的关系与噪声系数 |
23-25 |
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2.2.4 前置放大器元器件的选择 |
25-29 |
|
2.3 前置放大器内部电路结构 |
29-36 |
|
2.3.1 I—V转换电路 |
29-30 |
|
2.3.2 电压放大电路 |
30-31 |
|
2.3.3 后级滤波电路 |
31-34 |
|
2.3.4 加法器 |
34-35 |
|
2.3.5 末级电压跟随器 |
35-36 |
|
2.3.6 电平转换电路 |
36 |
|
2.4 前置放大器实际安装中对干扰的处理 |
36-39 |
|
2.5 印刷电路板设计时的注意事项 |
39-41 |
|
第三章 数据采集系统的实现 |
41-56 |
|
3.1 ADC转换电路 |
41-46 |
|
3.1.1 TLC5510介绍 |
42-45 |
|
3.1.2 模数转换器的硬件电路及软件流程 |
45-46 |
|
3.2 单片机的硬件连接 |
46-48 |
|
3.3 ISP1581的硬件电路及软件流程图 |
48-56 |
|
3.3.1 USB概述 |
48-50 |
|
3.3.2 USB器件的选择 |
50 |
|
3.3.3 ISP1581芯片的特点 |
50-52 |
|
3.3.4 USB设备驱动程序设计 |
52-53 |
|
3.3.5 ISP1581硬件电路连接 |
53-54 |
|
3.3.6 ISP1581软件流程图 |
54-56 |
|
第四章 信号的显示技术 |
56-64 |
|
4.1 虚拟仪器概述 |
56-57 |
|
4.2 什么是LabVIEW |
57-58 |
|
4.3 虚拟示波器的设计 |
58-64 |
|
4.3.1 LbVIEW中DLL文件的调用 |
58-60 |
|
4.3.2 虚拟示波器设计 |
60-64 |
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第五章 测试结果及结论 |
64-69 |
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5.1 测试结果 |
64-68 |
|
5.1.1 I—V转换结果 |
64-65 |
|
5.1.2 二级放大器的测试结果 |
65 |
|
5.1.3 1KHz带通滤波后的测试结果 |
65-66 |
|
5.1.4 加法器的测试结果 |
66-67 |
|
5.1.5 虚拟示波器的测试结果 |
67-68 |
|
5.2 结论 |
68-69 |
|
5.2.1 性能特点 |
68 |
|
5.2.2 不足之处 |
68-69 |
|
参考文献 |
69-70 |
|
摘要 |
70-73 |
|
ABSTRACT |
73-77 |
|
致谢 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382317 |
