基于PCI-9812的太赫茲成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計
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掃描控制模塊用于實現(xiàn)對光路部分的控制，它主要包括了激光頻率的選擇，斬波頻率的設(shè)置，二維移動平臺的設(shè)置等功能。為了保證各個像素點之間信息無錯亂，信息傳輸?shù)倪^程中就要確保二維平臺的移動與數(shù)據(jù)采集記錄的同步。計算機通過串口來控制平臺伺服系統(tǒng)，設(shè)置步幅和方向。為了節(jié)省掃描時間，移動平臺則采取“S”型移動，系統(tǒng)運行時，由參數(shù)z的符號決定平臺的移動方向，將Z的初始數(shù)值設(shè)置為1，通過Y+Z就可以得出此時采集點的準(zhǔn)確像素點坐標(biāo)，這就保證了計算機存儲數(shù)據(jù)的各個像素點(x，y)與掃描樣品中各個投射位置是對應(yīng)的，不會出現(xiàn)像素點混亂的現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)采集模塊主要是編程驅(qū)動采集卡工作。首先利用Register_Card()函數(shù)對采集卡注冊，系統(tǒng)的BIOS將會返回一個PCI-9812的注冊號，然后可以用AI_9812_Config()函數(shù)來完成采集卡的初始化，設(shè)置采集的觸發(fā)模式、觸發(fā)源、觸發(fā)后的采樣點數(shù)等。設(shè)置這些參數(shù)后，可以使用激光器產(chǎn)生太赫茲激光，在對每一個透射點掃描后，調(diào)用AI_ContReadChannel()函數(shù)(采用多通道時應(yīng)該調(diào)用函數(shù)AI_ContScanChannels())啟動對探測器輸出電壓值的A／D采樣，然后調(diào)用AI_AsyncCheck()函數(shù)查詢采集卡是否采樣完畢。在采樣過程中，采集卡自動以DMA方式把采集到的數(shù)據(jù)寫入所申請的DMA內(nèi)存，計算機通過讀取DMA內(nèi)存來獲取掃描數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理時，還要調(diào)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)AI_ContScale()將采集數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的電壓值。在掃描過程結(jié)束后，采集結(jié)束時，要用AI_AsyncClear()函數(shù)停止采集卡，用Release_Card()函數(shù)釋放采集卡。
數(shù)據(jù)處理模塊主要用于對各個點獲取的掃描數(shù)據(jù)進行計算機比較分析，構(gòu)建采樣物品的太赫茲圖像。太赫茲波對每個點掃描時，可以獲取的信息量是很大的，可以通過分析光強、相位、時間延時等來構(gòu)建采樣物品的圖像，分析每個參數(shù)都要采用各自的算法。這里主要針對P4-42熱釋電探測器，將太赫茲光的強度轉(zhuǎn)換為電壓信號，因此本文通過分析電壓信號的峰峰值，來獲取樣品上每個點對太赫茲光波的吸收強度，作為太赫茲圖像中各個像素的像素值。在成像系統(tǒng)對各個位置點掃描后，得到格式為x*y*t的太赫茲成像數(shù)據(jù)，通過對各個像素點的數(shù)據(jù)進行歸一化處理?？梢缘玫酱郎y樣品的太赫茲灰度圖像。
3 結(jié)語
介紹的太赫茲成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是針對P4-42熱釋電探測器的。它利用凌華公司的PCI-9812數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，并傳輸給計算機重建圖像，可以實現(xiàn)對太赫茲成像的掃描控制、數(shù)據(jù)采集和圖像重建等功能。對于太赫茲成像的實際應(yīng)用具有一定的意義。
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