基于PCI-9812的太赫茲成像數據采集系統設計
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掃描控制模塊用于實(shí)現對光路部分的控制，它主要包括了激光頻率的選擇，斬波頻率的設置，二維移動(dòng)平臺的設置等功能。為了保證各個(gè)像素點(diǎn)之間信息無(wú)錯亂，信息傳輸的過(guò)程中就要確保二維平臺的移動(dòng)與數據采集記錄的同步。計算機通過(guò)串口來(lái)控制平臺伺服系統，設置步幅和方向。為了節省掃描時(shí)間，移動(dòng)平臺則采取“S”型移動(dòng)，系統運行時(shí)，由參數z的符號決定平臺的移動(dòng)方向，將Z的初始數值設置為1，通過(guò)Y+Z就可以得出此時(shí)采集點(diǎn)的準確像素點(diǎn)坐標，這就保證了計算機存儲數據的各個(gè)像素點(diǎn)(x，y)與掃描樣品中各個(gè)投射位置是對應的，不會(huì )出現像素點(diǎn)混亂的現象。
數據采集模塊主要是編程驅動(dòng)采集卡工作。首先利用Register_Card()函數對采集卡注冊，系統的BIOS將會(huì )返回一個(gè)PCI-9812的注冊號，然后可以用AI_9812_Config()函數來(lái)完成采集卡的初始化，設置采集的觸發(fā)模式、觸發(fā)源、觸發(fā)后的采樣點(diǎn)數等。設置這些參數后，可以使用激光器產(chǎn)生太赫茲激光，在對每一個(gè)透射點(diǎn)掃描后，調用AI_ContReadChannel()函數(采用多通道時(shí)應該調用函數AI_ContScanChannels())啟動(dòng)對探測器輸出電壓值的A／D采樣，然后調用AI_AsyncCheck()函數查詢(xún)采集卡是否采樣完畢。在采樣過(guò)程中，采集卡自動(dòng)以DMA方式把采集到的數據寫(xiě)入所申請的DMA內存，計算機通過(guò)讀取DMA內存來(lái)獲取掃描數據。在數據處理時(shí)，還要調用數據轉換函數AI_ContScale()將采集數據量轉換到相應的電壓值。在掃描過(guò)程結束后，采集結束時(shí)，要用AI_AsyncClear()函數停止采集卡，用Release_Card()函數釋放采集卡。
數據處理模塊主要用于對各個(gè)點(diǎn)獲取的掃描數據進(jìn)行計算機比較分析，構建采樣物品的太赫茲圖像。太赫茲波對每個(gè)點(diǎn)掃描時(shí)，可以獲取的信息量是很大的，可以通過(guò)分析光強、相位、時(shí)間延時(shí)等來(lái)構建采樣物品的圖像，分析每個(gè)參數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換為電壓信號，因此本文通過(guò)分析電壓信號的峰峰值，來(lái)獲取樣品上每個(gè)點(diǎn)對太赫茲光波的吸收強度，作為太赫茲圖像中各個(gè)像素的像素值。在成像系統對各個(gè)位置點(diǎn)掃描后，得到格式為x*y*t的太赫茲成像數據，通過(guò)對各個(gè)像素點(diǎn)的數據進(jìn)行歸一化處理?？梢缘玫酱郎y樣品的太赫茲灰度圖像。
3 結語(yǔ)
介紹的太赫茲成像數據采集系統，是針對P4-42熱釋電探測器的。它利用凌華公司的PCI-9812數據采集卡進(jìn)行數據采集，并傳輸給計算機重建圖像，可以實(shí)現對太赫茲成像的掃描控制、數據采集和圖像重建等功能。對于太赫茲成像的實(shí)際應用具有一定的意義。
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