單光子成像光譜儀電子邏輯控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、近年來，在需要高精度探測中的領(lǐng)域?qū)ξ⑷豕庾拥奶綔y要求越來越高，普通的光譜儀無法滿足需求，單光子成像光譜儀的誕生很好地解決了這一問題。單光子成像光譜儀的核心技術(shù)是對微弱光的探測，并且采用對光子的數(shù)量統(tǒng)計而不是對光的強(qiáng)度統(tǒng)計的方法。利用這一技術(shù)可以探測到普通光譜儀無法探測到的幾個甚至是單個光子。
　　論文在研究了單光子成像光譜儀的結(jié)構(gòu)和項目需求的基礎(chǔ)之上，為其設(shè)計了一款電子邏輯控制系統(tǒng)，其主要工作包括以下幾個方面:
　　首先，結(jié)

2、合系統(tǒng)的功能需求，鑒于FPGA在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方面和USB2.0總線在數(shù)據(jù)傳輸速率方面的巨大優(yōu)勢，采用FPGA+USB2.0的解決方案。其次，進(jìn)行了完整的硬件電路設(shè)計，包括USB2.0芯片、FPGA芯片、電源芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片的選取及其外圍電路的設(shè)計。接著，在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行軟件代碼的設(shè)計，包括FPGA的硬件描述和USB2.0芯片的固件開發(fā)。其中FPGA的硬件描述用Verilog語言實現(xiàn)，采用了自頂而下的模塊化的設(shè)計方法，并通過仿真