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目前,随着生态检测、生化医药研究、军工、农林高新技术等方面的快速发展,为具有小型化、模块化、便于携带和实时测量特点的仪器提供了应用平台。光谱分析技术作为运用光电理论及计算机科学对物质的成分及内部结构进行定性或定量分析的一门技术,伴随现代光电检测技术的不断进步,早已运用到各个领域。因此,本文致力于研究系统的实用性和测量的准确性,将光电检测技术与虚拟仪器技术相结合,设计了一种基于FPGA的便携式高精度微型光谱仪。 首先本文在分析光谱仪的基本原理、基本特性的基础上,对比两种经典的光路结构,按照高精度化和小型化要求,选择适合的光路结构设计光学系统。光学系统运用具有3648个像元的线阵CCD作为探测元件,CCD采集光信号后得到的电信号经处理后由模数转换元件变为离散的数字信号。经由USB总线连接硬件电路与上位机并实现数据传输,运用LabView开发平台设计上位机软件。 FPGA是系统的控制中心,控制CCD驱动、A/D转换驱动、USB数据传输,运用Protel DXP开发了PCB板,并通过VerilogHDL语言对逻辑模块进行编程,利用自然光对维生素B试样进行检测分析,达到预期的设计要求。