彩色線陣CCD實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)上課講義

1、此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除彩色線陣CCD多功能實(shí)驗(yàn)儀YHLCCDIV驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)天津市耀輝光電技術(shù)有限公司目錄產(chǎn)品說(shuō)明書2設(shè)備初始化6軟件使用說(shuō)明8實(shí)驗(yàn)規(guī)則及注意事項(xiàng)11實(shí)驗(yàn)一線陣CCDM理及驅(qū)動(dòng)12實(shí)驗(yàn)二線陣CCD!性測(cè)量實(shí)驗(yàn)15實(shí)驗(yàn)三線陣CCD俞出信號(hào)白二值化17實(shí)驗(yàn)四線陣CCD勺A/D數(shù)據(jù)采集21實(shí)驗(yàn)五軟件提取邊緣信號(hào)的二值化處理24實(shí)驗(yàn)六利用線陣CCD4行物體角度的測(cè)量27實(shí)驗(yàn)七用線陣CCDH量物體尺寸29實(shí)驗(yàn)八利用彩色線陣CCD4行振動(dòng)測(cè)量31實(shí)驗(yàn)九利用彩色線陣CCD4行顏色識(shí)別33實(shí)驗(yàn)十利用彩色線陣CCD4行圖像才3描實(shí)驗(yàn)34附錄TCD2252D手冊(cè)35此文檔僅供學(xué)習(xí)和

2、交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除產(chǎn)品說(shuō)明書首先感謝您選用本公司的彩色線陣CC必功能實(shí)驗(yàn)儀。本公司的實(shí)驗(yàn)儀產(chǎn)品是根據(jù)多年從事CCDK術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上獨(dú)立研制開發(fā)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。YHLCCDIV型是在原有III型基礎(chǔ)之上，根據(jù)廣大用戶使用意見(jiàn)反饋、進(jìn)一步改善功能、添加最新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容研制而成的。本實(shí)驗(yàn)儀可滿足高校物理專業(yè)、光電專業(yè)的“CC皿用技術(shù)”、“圖像傳感器應(yīng)用技術(shù)”課程的全套線陣CCDL用實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。一、儀器各部件介紹名稱及功能名稱及功能1電源開關(guān)9積分時(shí)間設(shè)置按鈕（十位加1）2二值化閾值電平調(diào)節(jié)按鈕（加1）10積分時(shí)間設(shè)置按鈕（個(gè)位加1）3二值化閾值電平調(diào)節(jié)按鈕（減1）11驅(qū)

3、動(dòng)頻率設(shè)置按鈕（循環(huán)加1）4硬件二值化開關(guān)12儀奮顯小面板5振動(dòng)裝置電機(jī)開關(guān)13頂蓋（可拿下）6計(jì)算機(jī)并口連接端口14測(cè)量端子7;積分時(shí)間設(shè)置按鈕（個(gè)位減1）15測(cè)量用接線柱（未顯示）8積分時(shí)間設(shè)置按鈕（十位減1）16220V電源接入口（未顯示）各部分操作基本說(shuō)明1、電源開關(guān)：確認(rèn)將電源連線（插口位于儀器后面）連接至交流220V電源后，撥此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除動(dòng)此開關(guān)，本開關(guān)電源指示燈應(yīng)點(diǎn)亮。說(shuō)明電源已經(jīng)接通，實(shí)驗(yàn)儀可以開始工作了。2、驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置按鈕：調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率，顯示數(shù)字為“0”一一“3”循環(huán)，“0”表示1MHz驅(qū)動(dòng)頻率，T表示500KHz,“2”表示250KHz,“3”

4、表示125KHz驅(qū)動(dòng)頻率。3、積分時(shí)間設(shè)置按鈕（共4個(gè)）：用于控制本實(shí)驗(yàn)儀積分時(shí)間，顯示“00”“31”共32檔積分時(shí)間，通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)頻率，可以擴(kuò)展積分時(shí)間設(shè)定范圍。設(shè)定的積分時(shí)間與當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)頻率有關(guān)，例如，在“0”檔驅(qū)動(dòng)頻率下每改變一檔積分時(shí)間，其積分時(shí)間僅改變0.256ms,而在“1”檔驅(qū)動(dòng)頻率下每改變一檔積分時(shí)間，其積分時(shí)間將改變0.512ms。4、二值化閾值電平調(diào)節(jié)按鈕（共2個(gè)）：用于調(diào)節(jié)本實(shí)驗(yàn)儀閾值電平，每按一次，閾值電平改變0.02V。儀器顯示面板顯示為當(dāng)前的閾值電平電壓值。延時(shí)約3秒鐘后，自動(dòng)恢復(fù)為顯示積分時(shí)間和驅(qū)動(dòng)頻率。5、計(jì)算機(jī)連接端口：通過(guò)隨機(jī)的電纜將此端口與計(jì)算機(jī)并口（打

5、印接口）相連接。6、測(cè)試端子：供示波器測(cè)量用，包括CCD所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)和二值化實(shí)驗(yàn)測(cè)量信號(hào)。7、頂部蓋板：打開后可以看到內(nèi)部鏡頭和光源，調(diào)節(jié)鏡頭光圈和對(duì)焦（如下圖1、2）必須打開頂部蓋板。8、片夾:本實(shí)驗(yàn)儀共提供9個(gè)測(cè)量片夾，其中6個(gè)有“A”一一“F”編號(hào)，1個(gè)三色片夾（RGB三色），1個(gè)用于圖像掃描片夾以及1個(gè)空白片夾。片夾在打開儀器頂部蓋板后插入光源前面的片夾夾具內(nèi)（如下圖3、4）,空白片夾用于自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。圖1物鏡光圈的調(diào)整圖3插入片夾圖2調(diào)整焦距圖4拔出片夾三、實(shí)驗(yàn)儀的基本測(cè)試您收到實(shí)驗(yàn)儀產(chǎn)品后可按下列步驟進(jìn)行測(cè)試與驗(yàn)收：1、將實(shí)驗(yàn)儀電源線插入實(shí)驗(yàn)儀后部電源插座，與實(shí)驗(yàn)室220V交流

6、電源連接好。確認(rèn)主電源開關(guān)斷開狀態(tài)。將示波器地線與實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量接線柱地線連接好。2、電源開關(guān)，開關(guān)指示燈點(diǎn)亮表示電源正常，觀察儀器顯示面板，接通電源后面板會(huì)閃爍表示正在初始化，穩(wěn)定后顯示“000”表示開機(jī)正常。3、示波器觀察測(cè)量接線柱的下述信號(hào)：F1、F2、SH、CP、RS、SP和FC,對(duì)照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)附錄一中TCD2252D波形檢測(cè)各信號(hào)是否正常。4、波器設(shè)定為CH1同步，用CH1表筆測(cè)量FC信號(hào)，用CH2測(cè)量UR信號(hào)。打開儀器頂部蓋板，將鏡頭光圈從閉合調(diào)節(jié)至最大狀態(tài)，UR信號(hào)應(yīng)該從最小逐漸升高直至飽和，如果光圈最大仍然沒(méi)有飽和，請(qǐng)降低驅(qū)動(dòng)頻率或延長(zhǎng)積分時(shí)間，如果不能飽和，請(qǐng)與本公司聯(lián)系。UG

7、、UB信號(hào)也同樣測(cè)試。（飽和狀態(tài)識(shí)別：UR、UG、UB信號(hào)上升到一定程度不再上升，基本是一條水平線，幅度在5V左右。正常工作時(shí)，應(yīng)該讓CCD信號(hào)最強(qiáng)部分接近飽和。）5 、擊頻率設(shè)定按鈕，改變驅(qū)動(dòng)頻率。用示波器測(cè)量?jī)x器測(cè)量接線柱上的SP信號(hào)，SP信號(hào)的頻率應(yīng)該從1MHz逐檔改變至125KHz。6 、點(diǎn)擊積分時(shí)間設(shè)定按鈕，改變積分時(shí)間，用示波器測(cè)量?jī)x器測(cè)量接線柱上的FC信號(hào)，F(xiàn)C信號(hào)周期應(yīng)該再“031”檔間逐檔延長(zhǎng)。這時(shí)觀測(cè)CCD模擬輸出信號(hào)（UR、UG、UB）應(yīng)該是逐漸升高的（飽和以后不再升高）。7 、調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率至“0”檔，用示波器CH1表筆測(cè)量FC信號(hào)，同步穩(wěn)定后調(diào)節(jié)顯示至少一個(gè)信號(hào)周期，用

8、CH2測(cè)量UR信號(hào)，打開儀器面板，插入測(cè)量片夾B,逐步增加積分時(shí)間，觀察信號(hào)變化情況，使信號(hào)亮部分提升到4V左右（如果積分時(shí)間增加至“31”仍無(wú)法達(dá)到4V則調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率至“1”后重復(fù)上述調(diào)節(jié)過(guò)程）。8 、調(diào)節(jié)鏡頭調(diào)焦旋鈕，直至信號(hào)邊緣銳度最高（信號(hào)邊緣接近垂直狀態(tài)）。蓋上儀器蓋板，適度增加積分時(shí)間，使得信號(hào)的亮部分高于4V。9 、CH2測(cè)量TO測(cè)量接線柱，調(diào)節(jié)閾值按鈕，觀察其電平是否變化，最后調(diào)節(jié)至2V左右。此時(shí)測(cè)量BO二值化輸出接線柱，應(yīng)觀察到二值化TTL信號(hào)。儀器面板顯示的電壓值是根據(jù)電位器調(diào)整量的計(jì)算值，不是實(shí)測(cè)值。與實(shí)際電壓值有一定的誤差，但是不影響測(cè)量。10 、按下二值化開關(guān)，面板顯

9、示測(cè)量信號(hào)寬度的像素個(gè)數(shù)，顯示結(jié)果范圍在“100”“2500”之間并在小范圍內(nèi)變化（不超過(guò)20）。如果面板顯示閃爍“8888”表示上述調(diào)節(jié)不當(dāng)，應(yīng)重復(fù)79步驟調(diào)節(jié)。如果上述測(cè)試某些步驟無(wú)法達(dá)到測(cè)試要求，請(qǐng)關(guān)閉電源并聯(lián)系我們的技術(shù)服務(wù)人員。4、 軟件及各功能測(cè)試1、 確認(rèn)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀主電源，在計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)狀態(tài)下，將數(shù)據(jù)電纜一端連接至實(shí)驗(yàn)儀數(shù)據(jù)端口，另一端連接至計(jì)算機(jī)并行接口。2、 打開計(jì)算機(jī)電源，開機(jī)后進(jìn)入主板BIOS設(shè)置窗口（開機(jī)自檢后按DEL鍵）。將計(jì)算機(jī)并行接口模式設(shè)置為EPP模式以及打印端口I/O為“378”。（大多數(shù)主板此設(shè)置位于I/O設(shè)置菜單下或者系統(tǒng)集成設(shè)置菜單下，詳情請(qǐng)參考第六項(xiàng)。）

10、3、 開機(jī)進(jìn)入Win98或者Win2000操作系統(tǒng)，按照軟件光盤中相關(guān)步驟安裝軟件和驅(qū)動(dòng)（需要重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)）。調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)屏幕分辨率為1024X768。4、 打開實(shí)驗(yàn)儀電源，確認(rèn)二值化開關(guān)處于彈出狀態(tài)，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)各部分說(shuō)明逐步測(cè)試軟件功能。5、 部分問(wèn)題的解決方法1 、儀器的積分時(shí)間和驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置按鈕失靈：請(qǐng)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀主電源后再開啟，如果還存在上述問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系我們的技術(shù)服務(wù)人員。2 、按下二值化開關(guān)，顯示面板閃爍“8888”：關(guān)閉二值化開關(guān)，稍等片刻（約510秒）后儀器面板應(yīng)返回正常顯示狀態(tài)，按照第“三”部分“實(shí)驗(yàn)儀基本測(cè)試”各步驟調(diào)節(jié)信號(hào)后再次按下該按鈕，如果仍然維持上述顯示則請(qǐng)致電我

11、們的技術(shù)服務(wù)人員。3 、運(yùn)行計(jì)算機(jī)軟件后偶爾死機(jī)：關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀主電源后再打開，軟件應(yīng)繼續(xù)正常運(yùn)行，此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除否則請(qǐng)致電我們的技術(shù)服務(wù)人員。6、 計(jì)算機(jī)并口功能設(shè)置參考本實(shí)驗(yàn)儀要求計(jì)算機(jī)主板支持EPP并行接口模式（增強(qiáng)型并行接口），該模式需要在計(jì)算機(jī)主板BIOS中手工設(shè)置，參考設(shè)置步驟如下：1、 開機(jī)自檢后按DEL鍵進(jìn)入主板BIOS設(shè)置（部分主板進(jìn)入方法有不同，請(qǐng)參考計(jì)算機(jī)主板說(shuō)明書）。2、 并行端口設(shè)置通常位于BIOS設(shè)置的IntergradedPeripherals菜單或者I/OSetup菜單下，如果您不能確認(rèn)，請(qǐng)查詢主板說(shuō)明書或者致電咨詢。3、 將Onboard

12、ParallelPort設(shè)置為378/IRQ7,OnboardParallelMode設(shè)置為EPP,某些主板顯示為Enhanced或者其它，另外一些主板EPP模式有1.7和1.9供選擇，任選其一即可。4、完成后保存退出。七、調(diào)整注意事項(xiàng)打開實(shí)驗(yàn)儀頂蓋，右側(cè)是光源和測(cè)量片夾支架，左側(cè)是CCD和光學(xué)鏡頭。左側(cè)的固定架頂端有兩個(gè)銅制的旋鈕，鏡頭一側(cè)的用于固定鏡頭接圈，實(shí)驗(yàn)儀出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)整好并已緊固。請(qǐng)勿動(dòng)。另一個(gè)用于固定CCD,在做振動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要調(diào)整CCD方向，方法是先旋松該旋鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)CCD固定環(huán)90°,使CCD方向垂直（銅旋鈕對(duì)準(zhǔn)紅色標(biāo)志點(diǎn)），然后再旋緊該旋鈕。做其他實(shí)驗(yàn)時(shí)，CCD方向

13、水平（銅旋鈕對(duì)準(zhǔn)銀色標(biāo)志點(diǎn)）。調(diào)整方法是反向旋轉(zhuǎn)90°。注意調(diào)整時(shí)旋鈕松動(dòng)即可、不可旋出。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流設(shè)備初始化目的從第四個(gè)實(shí)驗(yàn)“線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集”開始，所有實(shí)驗(yàn)都將結(jié)合實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行CCD的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行調(diào)整，包括飽和度調(diào)整、焦距調(diào)整（目的是提高信號(hào)清晰度，使結(jié)果測(cè)量更加準(zhǔn)確），然后測(cè)定光學(xué)系統(tǒng)的放大倍率，并將其保存在系統(tǒng)中。在其后的實(shí)驗(yàn)中，都將調(diào)用初始化時(shí)確定的放大倍率。程序界面（如圖1）圖1采集程序主界面操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備初始化的順序?yàn)椋骸按_定飽和值”“計(jì)算后端放大倍率”“計(jì)算前端放大倍率”“保存參

14、數(shù)”。確定飽和值1）打開實(shí)驗(yàn)儀電源開關(guān)，將鏡頭對(duì)準(zhǔn)空的片夾夾具。2）調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)儀積分時(shí)間，驅(qū)動(dòng)頻率均為“0”，拿去實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量范圍內(nèi)的所有被測(cè)物。圖5進(jìn)行下一步操作4）逐步增大鏡頭光圈（如果光圈至最大仍不飽和可增加積分時(shí)間），使之達(dá)到飽和狀態(tài)后停調(diào)節(jié)。此時(shí)軟件界面上“數(shù)據(jù)顯示”欄中的“飽和狀態(tài)”下顯示信號(hào)達(dá)到飽和狀態(tài)（如圖4）。5）點(diǎn)擊“下一步”按鈕（如圖5）。計(jì)算后端放大倍率1）打開實(shí)驗(yàn)儀頂蓋在后端片夾夾具中放置初始化調(diào)節(jié)專用片夾F。2）片夾的正確放置方法：從鏡頭方向看過(guò)去，片夾的標(biāo)號(hào)（如此實(shí)驗(yàn)用的F片夾）在左上角。3）調(diào)節(jié)鏡頭光圈和積分時(shí)間按鈕，使波形最高點(diǎn)在紅線和藍(lán)線范圍內(nèi)（如圖6）。同此文

15、檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除時(shí)觀察右下角的飽和度狀態(tài)（如圖7）。保證信號(hào)最高點(diǎn)在最接近飽和而不飽和的狀態(tài)。具體方法可以先縮小鏡頭光圈，然后用降低積分時(shí)間的方法微調(diào)。調(diào)整鏡頭的焦距，使輸出信號(hào)曲線的邊沿盡量垂直（如圖6）,同時(shí)觀察右下角垂直度指示（如圖8）,當(dāng)垂直度達(dá)到最大值時(shí)停止調(diào)節(jié)（垂直度就是曲線豎邊與坐標(biāo)X軸所成銳角角度與90度的比值）。調(diào)節(jié)鏡頭焦距如果沒(méi)有滿意結(jié)果時(shí)可以松開鏡頭上邊的黃色螺釘，調(diào)整鏡頭與被測(cè)物間距。調(diào)整的規(guī)則為先調(diào)節(jié)焦距適中，然后旋緊或旋松鏡頭，當(dāng)曲線邊沿最接近垂直鏡頭位置時(shí)停止并旋緊黃色螺釘，再調(diào)節(jié)鏡頭焦距，使曲線邊沿垂直。設(shè)備出廠時(shí),圖9光學(xué)放大倍率輸入界面1

16、U1)用財(cái)田軍源:圖7飽和度界面JIcSF垂直度應(yīng)至圖8信號(hào)垂直度界面9),4）觀察輸出信號(hào)，保證信號(hào)清晰且未飽和后點(diǎn)擊“計(jì)算放大倍率”按鈕（如圖并最終計(jì)算出后端放大倍率值。圖10確定界面圖11保存設(shè)置參數(shù)5）點(diǎn)擊“下一步”按鈕，在彈出的提示框中選擇“確定”（如圖10）。計(jì)算前端放大倍率（主要為振動(dòng)及掃描實(shí)驗(yàn)提供參數(shù)）1）打開實(shí)驗(yàn)儀頂蓋在前端片夾夾具中放置初始化調(diào)節(jié)專用片夾F（關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀振動(dòng)開關(guān)）。2）仿照計(jì)算后端放大倍率的3-5步，確定前端放大倍率。保存參數(shù)點(diǎn)擊“保存參數(shù)”按鈕，在彈出的提示框中選擇“確定”（如圖9）。關(guān)閉設(shè)備初始化程序。初始化的意義通過(guò)對(duì)設(shè)備的初始化來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的放大倍率，確

17、定系統(tǒng)的飽和值。系統(tǒng)的放大倍率是在其他測(cè)量實(shí)驗(yàn)中所必須用到的重要的參數(shù)，有了它才能計(jì)算出被測(cè)物的實(shí)際尺寸。同樣確定系統(tǒng)的飽和值也是為其他試驗(yàn)做準(zhǔn)備，它可以在測(cè)量時(shí)提示信號(hào)是否飽和，從而提高此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除測(cè)量精度和達(dá)到較好的實(shí)驗(yàn)效果。軟件使用說(shuō)明目的本手冊(cè)從第四章開始將結(jié)合實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行CCD的功能演示實(shí)驗(yàn)。各實(shí)驗(yàn)軟件界面大致相同。本節(jié)就對(duì)實(shí)驗(yàn)軟件的各菜單、按鈕功能做一綜述。程序界面（如圖1）三看丘，t圖1采集主程序界面程序菜單各選項(xiàng)與下面的快捷圖標(biāo)一一對(duì)應(yīng)。分別為打開文件、保存、數(shù)據(jù)采集方式、數(shù)據(jù)顯示方式、采集間隔、版本信息鍵。軟件界面的下方一般有閾值調(diào)節(jié)框、測(cè)量條件框

18、、測(cè)量進(jìn)度框、以及放大倍率框計(jì)算框。分別完成對(duì)應(yīng)功能。在最下方的狀態(tài)指示條上有軟件狀態(tài)指示（圖中為“就緒”）、信號(hào)飽和狀態(tài)指示、信號(hào)垂直度指示。參照這些狀態(tài)指示，完成實(shí)驗(yàn)中鏡頭的調(diào)節(jié)工作。軟件功能介紹文件（如圖2圖3）打開：打開數(shù)據(jù)文件。圖3保存設(shè)置保存：以當(dāng)前的文件名，將當(dāng)前的數(shù)據(jù)按固定格式進(jìn)行保存。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流文件的數(shù)據(jù)采索伯）打JT©RI+O幅存：tll+5退出名圖2文件菜單數(shù)據(jù)采集“數(shù)據(jù)采集”包括“單次采集”、“連續(xù)采集”得要W幫助ft!）圖4單次采集與連續(xù)采集設(shè)置和“多次平均測(cè)量”三種方式（如圖4、圖5）。圖5采集行數(shù)設(shè)置此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流1、單次采集1）每按一次

19、“單次”按鈕只執(zhí)行一次數(shù)據(jù)采集。2）在“數(shù)據(jù)采集”菜單中，選擇“單次采集”一項(xiàng)；或直接從工具條上選擇“單次”的按鈕。2、連續(xù)采集1）按下“連續(xù)”進(jìn)行連續(xù)采集，在此期間，程序的其它功能將被屏蔽，直到按下“停止”按鈕。2）在“數(shù)據(jù)采集”菜單中，選擇“連續(xù)采集”一項(xiàng)；或直接從工具條上選擇“連續(xù)”按鈕。3、多次平均測(cè)量1）先設(shè)置采集次數(shù)，然后按下“平均”按鈕。界面下部的進(jìn)度條將顯示采集進(jìn)度（如圖6）。按下停止按鈕可以終止采集，否則一直完成采集次數(shù)后自動(dòng)停止。2）在工具條上選擇“平均”按鈕。圖6多次采集取平均值設(shè)置“設(shè)置”包括“數(shù)據(jù)顯示方式”和“連續(xù)采集間隔”。1、“數(shù)據(jù)顯示方式”包括“收縮圖形方式”、

20、“展開圖形方式”和“數(shù)據(jù)列表方式”（如圖7、圖8）。（展開圖理方式（口口出"Ti圖7數(shù)據(jù)展開方式選擇1）收縮圖形方式以曲線圖的形式顯示所采集到的數(shù)據(jù)。圖形按一定比例收縮后，使之可以顯示在一個(gè)屏幕內(nèi)（如圖9）。圖10波形圖的展開圖方式顯示2）展開圖方式以曲線圖的形式顯示所采集到的數(shù)據(jù)。圖形不按任何比例收縮，逐點(diǎn)顯示，所以不能全部顯示在一個(gè)屏幕內(nèi)，需滾動(dòng)曲線圖下方白滾動(dòng)軸察看被遮擋的部分（如圖10）。3）數(shù)據(jù)列表方式以數(shù)據(jù)列表的形式顯示所采集到的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)不能全部顯示在一個(gè)屏幕內(nèi)，所以需要滾動(dòng)數(shù)據(jù)列表右側(cè)的滾動(dòng)軸察看被遮擋的部分（如圖11）。圖11數(shù)據(jù)顯示方式2、選擇“連續(xù)采集”中每

21、兩次采集間的時(shí)間間隔。在“設(shè)置”菜單中，選擇“連續(xù)采集間隔”下的某一項(xiàng)；或直接從工具條上選擇某個(gè)的圖標(biāo)（如圖12、圖13）。圖12連續(xù)采集間隔設(shè)置設(shè)置出幫助（出圖13連續(xù)采集間隔設(shè)置幫助“幫助”選項(xiàng)可以查看版本信息。在“幫助”菜單中，選擇“關(guān)于” 一項(xiàng)；或直接從工具條上選擇“關(guān)于”的圖標(biāo)。（如圖14、圖15）C *¥互件二值化惻量至頻二二）II品廣圖14 “幫助”菜單此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除實(shí)驗(yàn)規(guī)則及注意事項(xiàng)為了確保線陣CCDE用技術(shù)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，保障人身安全，避免設(shè)備損壞，并且達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模髮?shí)驗(yàn)人員必須嚴(yán)格遵守下述實(shí)驗(yàn)規(guī)則及注意事項(xiàng)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下有秩序、

22、按步驟的進(jìn)行。1、 在實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)人員必須閱讀本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中所要求的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容，并閱讀必要的參考資料。明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，了解?shí)驗(yàn)內(nèi)容的詳細(xì)步驟，達(dá)到要求后方能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2、 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照指導(dǎo)教師制定的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不得自行隨意進(jìn)行，否則可能會(huì)損壞實(shí)驗(yàn)儀，造成嚴(yán)重后果。3、 要愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器和示波器、計(jì)算機(jī)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，不允許將其它不相關(guān)的儀器在未經(jīng)許可的情況下與實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行連接。4、 所有與本實(shí)驗(yàn)儀相關(guān)的線纜如電源線、示波器地線、計(jì)算機(jī)并行接口數(shù)據(jù)連接線等必須在斷電的情況下連接良好，嚴(yán)禁帶電插拔所有線纜。5、 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)集中精力，認(rèn)真實(shí)驗(yàn)；遇到問(wèn)題時(shí)，應(yīng)找指導(dǎo)教師解決；不許自作主張。6

23、、 所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)當(dāng)在確定所有地線良好連接后方可開機(jī)上電。7、 一旦發(fā)生意外事故或者實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即切斷實(shí)驗(yàn)設(shè)備電源，并如實(shí)向指導(dǎo)教師匯報(bào)情況。故障排除之后方可繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。8、 使用彩色線陣CCDT功能實(shí)驗(yàn)儀之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀本手冊(cè)的“設(shè)備初始化”和“軟件使用說(shuō)明”。所有需要利用測(cè)量片夾的實(shí)驗(yàn)，安放測(cè)量片夾時(shí)應(yīng)注意安放方向和位置：從CCDT向觀看，測(cè)量片夾上的字母應(yīng)正向向上；做“利用彩色線陣CCDS行振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)”和“利用彩色線陣CCDS行圖像掃描實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量片夾應(yīng)安放在遠(yuǎn)離光源的片夾夾具，其它實(shí)驗(yàn)，應(yīng)安放在靠近光源的片夾夾具上?？瞻灼瑠A用于自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)一線陣CCDM理

24、及驅(qū)動(dòng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 、掌握本實(shí)驗(yàn)儀的基本操作和功能。2 、掌握用雙蹤跡示波器觀測(cè)二相線陣CCD驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率、幅度、周期和各路驅(qū)動(dòng)脈沖之間的相位關(guān)系等的測(cè)量方法。3 、線陣CCD驅(qū)動(dòng)脈沖的時(shí)序和相位關(guān)系觀測(cè)，掌握二相線陣CCD的基本工作原理，尤其是復(fù)位脈沖CCD輸出電路中的的作用；轉(zhuǎn)移脈沖與驅(qū)動(dòng)脈沖間的相位關(guān)系，掌握電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備內(nèi)容1 、學(xué)習(xí)線陣CCD的基本工作原理（參考有關(guān)教材），閱讀雙蹤跡示波器的使用說(shuō)明書。2 、學(xué)習(xí)TCD2252D線陣CCD基本工作原理（參考附錄）。3 、掌握雙蹤跡示波器的基本操作。4 、根據(jù)線陣CCD的基本工作原理，觀測(cè)轉(zhuǎn)移脈沖SH與F1（CR1）

25、、F2（CR2）的相位關(guān)系，理解線陣CCD的并行轉(zhuǎn)移過(guò)程。觀測(cè)F1與F2及F1與CP、SP、RS間的相位關(guān)系，理解線陣CCD的串行傳輸過(guò)程和復(fù)位脈沖RS的作用。5 、測(cè)量驅(qū)動(dòng)頻率的不同調(diào)整檔下的F1與F2、F1、RS的周期與頻率以及CCD行（FC）周期為以下實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。三、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備1、 雙蹤跡同步示波器（帶寬50MHz以上）一臺(tái)。2、 彩色線陣CCD多功能實(shí)驗(yàn)儀YHLCCDIV一臺(tái)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1實(shí)驗(yàn)預(yù)備（ 1）首先將示波器地線與實(shí)驗(yàn)儀上的地線連接良好，并確認(rèn)示波器和實(shí)驗(yàn)儀的電源插頭均插入交流220V插座上。（ 2）打開示波器電源。（ 3）打開YHLCCDIV的電源開關(guān)，觀察儀器

26、面板顯示窗口，數(shù)字閃爍表示儀器初始化，閃爍結(jié)束后顯示為“000”字樣，前兩位表示積分時(shí)間檔次值，共分為32檔，顯示數(shù)值范圍由“00”“31”，數(shù)值越大表示積分時(shí)間越長(zhǎng)。末位表示CCD的驅(qū)動(dòng)頻率，分4檔，顯示數(shù)值范圍“0”“3”，數(shù)值越大表示驅(qū)動(dòng)頻率越低。2驅(qū)動(dòng)脈沖相位的測(cè)量（1）將示波器CH1和CH2掃描線調(diào)整至適當(dāng)位置，同步設(shè)置為CH1。對(duì)照“附錄”中TCD2252D的驅(qū)動(dòng)波形進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)。（2）用CH1探頭測(cè)量轉(zhuǎn)移脈沖SH,仔細(xì)調(diào)節(jié)使之穩(wěn)定（同步），使SH脈沖寬度適當(dāng)以便于觀察。（將示波器的掃描頻率調(diào)至2s檔左右，便于觀察對(duì)照）用CH2探頭分別觀測(cè)驅(qū)動(dòng)脈沖F1與F2,這就是SH與F1、F

27、2的相位關(guān)系。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除（3）用CH1探頭測(cè)量F1信號(hào)，CH2探頭分別測(cè)量F2、RS、CP、SP信號(hào)，這就是F1與F2、RS、CP、SP信號(hào)之間的相位關(guān)系。（4）用CH1探頭測(cè)量CP信號(hào)，CH2探頭分別測(cè)量RS、SP,這就是CP與RS、SP信號(hào)之間的相位關(guān)系。（5）將以上所測(cè)的相位關(guān)系與“附錄”所示TCD2252D的驅(qū)動(dòng)波形相對(duì)照。3 .驅(qū)動(dòng)頻率和積分時(shí)間測(cè)量（1）用示波器分別測(cè)量4檔驅(qū)動(dòng)頻率下F1、F2、RS信號(hào)的周期，并計(jì)算信號(hào)頻率填入表1-1。表1-1驅(qū)動(dòng)頻率與周期驅(qū)動(dòng)頻率項(xiàng)目F1F2RS0檔周期（

28、頻率（KHz）1檔周期（頻率（KHz）2檔周期（頻率（KHz）3檔周期（頻率（KHz）（2）將實(shí)驗(yàn)儀的頻率設(shè)置恢復(fù)為“0”檔，同時(shí)確認(rèn)積分時(shí)間設(shè)置為“00”檔。用CH1做觀測(cè)FC信號(hào)的同步（示波器掃描頻率調(diào)至2ms左右，便于觀察），用CH2測(cè)量SH信號(hào)，觀察兩者的周期是否相同，記錄FC信號(hào)周期。通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀面板上的積分時(shí)間和驅(qū)動(dòng)頻率的調(diào)整按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將不同驅(qū)動(dòng)頻率檔和積分時(shí)間檔次下的FC周期填入下表1-2中。表1-2只列出16檔，其余檔次可以自行添加測(cè)量。表1-2積分時(shí)間的測(cè)量驅(qū)動(dòng)頻率0檔驅(qū)動(dòng)頻率1檔驅(qū)動(dòng)頻率2檔驅(qū)動(dòng)頻率3檔積分時(shí)間（檔）FC周期(ms)積分時(shí)間（檔）FC周期(ms)積分時(shí)間

29、（檔）FC周期(ms)積分時(shí)間（檔）FC周期(ms)000000000101010102020202030303030404040405050505060606060707070708080808090909091010101011111111121212121313131314141414151515154 .CCD輸出信號(hào)的測(cè)量（1）將實(shí)驗(yàn)儀積分時(shí)間設(shè)置恢復(fù)為“00”檔，驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置在“0”檔。（ 2）用示波器CH1探頭測(cè)量FC信號(hào)，調(diào)節(jié)示波器顯示至少2個(gè)FC周期；CH2探頭測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀的UG輸出端子，打開實(shí)驗(yàn)儀頂部蓋板，調(diào)節(jié)鏡頭光圈。觀察UG輸出是否有變化，如沒(méi)有任何變化，請(qǐng)通知實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教

30、師調(diào)整。（ 3）步縮小鏡頭光圈，觀測(cè)UG的波形變化，當(dāng)UG的輸出在小于3V時(shí)停止調(diào)整鏡頭光圈，蓋上儀器蓋板。（ 4）保持CH1探頭不變，增加積分時(shí)間，用CH2探頭分別測(cè)量UG、UR和UB信號(hào)，觀測(cè)這三個(gè)信號(hào)在積分時(shí)間改變時(shí)的信號(hào)變化。（ 5）調(diào)節(jié)示波器掃描速度，展開SH信號(hào)，觀測(cè)SH波形和CCD輸出波形之間的相位關(guān)系。（ 6）重復(fù)上述步驟觀測(cè)FC波形和CCD輸出波形之間的相位關(guān)系。（ 7）打開實(shí)驗(yàn)儀上蓋板，將測(cè)量片夾B插入到后端片夾夾具中，適當(dāng)開大鏡頭光圈，通過(guò)示波器觀測(cè)CCD輸出波形的變化。5關(guān)機(jī)結(jié)束（ 1）關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀。（ 2）關(guān)閉示波器。（ 3）關(guān)閉電源。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、 寫出實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告

31、，注意說(shuō)明TCD2252D的基本工作原理。2、 說(shuō)明RS脈沖、SP脈沖和CP脈沖的作用，輸出信號(hào)與F1、F2周期的關(guān)系。3、 解釋為何在同樣的光源亮度下會(huì)出現(xiàn)UR、UG、UB信號(hào)的幅度差異。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流實(shí)驗(yàn)二線陣CCD#性測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)典型線陣CCD在不同驅(qū)動(dòng)頻率和不同積分時(shí)間下的輸出信號(hào)測(cè)量，進(jìn)一步掌握線陣CCD的有關(guān)特性，加深對(duì)積分時(shí)間的意義的掌握，以及驅(qū)動(dòng)頻率和積分時(shí)間對(duì)CCD輸出信號(hào)的影響。理解線陣CCD器件的“溢出”效應(yīng)。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容1、 學(xué)習(xí)掌握線陣CCD的基本工作原理（參考相關(guān)教科書）。2、 學(xué)習(xí)掌握TCD2252D線陣CCD基本工作原理（參考附錄）。3、

32、 通過(guò)對(duì)典型線陣CCD的輸出信號(hào)和驅(qū)動(dòng)脈沖相位關(guān)系的測(cè)量，掌握線陣CCD的基本特性。特別注意對(duì)積分時(shí)間、驅(qū)動(dòng)頻率、輸出信號(hào)幅度等的測(cè)量結(jié)果的分析。找出積分時(shí)間、驅(qū)動(dòng)頻率、輸出信號(hào)幅度間的關(guān)系，F(xiàn)C脈沖與輸出信號(hào)的相位關(guān)系，說(shuō)明FC脈沖的作用。三、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備1、 雙蹤跡同步示波器（帶寬50MHz以上）一臺(tái)。2、 彩色線陣CCD多功能實(shí)驗(yàn)儀YHLCCDIV一臺(tái)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1實(shí)驗(yàn)預(yù)備（ 1） 首先將示波器地線與多功能實(shí)驗(yàn)儀上的地線連接良好，并確認(rèn)示波器和多功能實(shí)驗(yàn)儀的電源插頭均插入交流220V插座上。（ 2） 打開示波器電源開關(guān)。（ 3） 打開YHLCCDIV的電源開關(guān)，測(cè)量F1、F2

33、、FC、RS、SP、CP各路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的波形，并與“附錄”中所示波形對(duì)比。如果與附圖3所示的波形相符，相符，繼續(xù)進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)；否則，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查。2驅(qū)動(dòng)頻率變化對(duì)CCD輸出波形影響的測(cè)量（ 1） 將示波器CH1和CH2掃描線調(diào)整至適當(dāng)位置，同步設(shè)置為CH1。（ 2） 將實(shí)驗(yàn)儀驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置為“0”檔。（ 3） CH1探頭測(cè)量FC脈沖，仔細(xì)調(diào)節(jié)使之同步穩(wěn)定，調(diào)節(jié)示波器使示波器顯示至少2個(gè)FC周期，CH2探頭測(cè)量U。（泛指Ur、Ug、Ub）信號(hào)。（ 4） 調(diào)節(jié)鏡頭光圈，使之逐漸縮小，觀測(cè)Uo信號(hào)的變化，將光圈調(diào)整至UG信號(hào)剛好接近“0V”位置處停止調(diào)整光圈，將測(cè)量片夾B插入后端片夾夾具中，蓋上

34、蓋板。（ 5） 保持示波器探頭不動(dòng)，改變驅(qū)動(dòng)頻率，設(shè)置為“1”檔，調(diào)節(jié)示波器使FC脈沖始終保持顯示至少2個(gè)周期，觀測(cè)CCD輸出信號(hào)的變化。（ 6） 續(xù)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率至“2”檔和“3”檔，觀測(cè)輸出信號(hào)UG的變化。并做相應(yīng)記錄。此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除3 .積分時(shí)間與輸出信號(hào)測(cè)量(1)保持實(shí)驗(yàn)儀其他設(shè)置不變，只將實(shí)驗(yàn)儀驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置恢復(fù)為“0”檔，并確認(rèn)積分時(shí)間設(shè)置處于“00”檔。(2)用CH1探頭測(cè)量FC脈沖，調(diào)節(jié)示波器使之同步穩(wěn)定，并至少顯示兩個(gè)周期。用CH2探頭測(cè)量Uo信號(hào)。(3)調(diào)節(jié)積分時(shí)間設(shè)置按鈕逐步增加積分時(shí)間，測(cè)出輸出信號(hào)Uo的幅度(VH是高電平，VL是低電平)添入表2-

35、1。表2-1添滿后，以積分時(shí)間為橫坐標(biāo)，以輸出信號(hào)Uo為縱坐標(biāo)畫輸出特性曲線，觀察CCD的輸出信號(hào)與積分時(shí)間的關(guān)系，當(dāng)CCD出現(xiàn)飽和后，積分時(shí)間與輸出信號(hào)的如何？(4)驅(qū)動(dòng)頻率(即調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置按鈕，從“0”至“3”)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)波形變化情況并做相應(yīng)記錄。(5)寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，說(shuō)明CCD輸出信號(hào)與積分時(shí)間的關(guān)系，并解釋之。表2-1輸出信號(hào)幅度與積分時(shí)間的關(guān)系驅(qū)動(dòng)頻率0檔輸出信號(hào)Uo驅(qū)動(dòng)頻率1檔輸出信號(hào)Uo積分時(shí)間(檔)FC周期(ms)輸出幅度(VH)輸出幅度(VL)積分時(shí)間(檔)FC周期(ms)輸出幅度(VH)輸出幅度(VL)000002020404060608081010121214

36、14驅(qū)動(dòng)頻率2檔輸出信號(hào)Uo驅(qū)動(dòng)頻率3檔輸出信號(hào)Uo000002020404060608081010121214144 .關(guān)機(jī)結(jié)束(1)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀。(2)關(guān)閉示波器。(3)關(guān)閉電源。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、解釋為什么驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)積分時(shí)間會(huì)有影響？2、解釋為什么在入射光不變的情況下積分時(shí)間的變化會(huì)對(duì)輸出信號(hào)有影響？這對(duì)CCD的應(yīng)用有何指導(dǎo)意義？進(jìn)一步增加積分時(shí)間以后，輸出信號(hào)的寬度會(huì)變寬嗎？為什么？這對(duì)CCD的應(yīng)用又有何指導(dǎo)意義？此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流實(shí)驗(yàn)三線陣CCD俞出信號(hào)的二值化一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步掌握線陣CCD的輸出特性，了解運(yùn)用線陣CCD進(jìn)行物體尺寸和位置測(cè)量的基本方法。近一步掌握CCD積分

37、時(shí)間對(duì)物體尺寸和位置測(cè)量的影響。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容1.二值化的基本工作原理線B$CCD的輸出信號(hào)包含了CCD各個(gè)像元的光強(qiáng)分布信號(hào)和像元位置信息，使它在物體尺寸和位置檢測(cè)中顯得十分重要。CCD輸出信號(hào)的二值化處理常用于物體外形尺寸、物體位置、物體震動(dòng)（振動(dòng)）等的測(cè)量。如圖3-1所示為測(cè)量物體外形尺寸（例如棒材的直徑D）的原理圖。被測(cè)物A置于成像物鏡的物方視場(chǎng)中，線陣CCD像敏面安裝在成像物鏡的最佳像面位置。均勻的背景光使被測(cè)物A通過(guò)成像物鏡成像到CCD的像敏面上。在像面位置可得到黑白分明的光強(qiáng)分布。CCD像敏面上的光強(qiáng)分布載荷了被測(cè)物尺寸的信息，通過(guò)CCD及其驅(qū)動(dòng)器將載有尺寸信息的像轉(zhuǎn)換為如圖3

38、-1右側(cè)所示的時(shí)序電壓信號(hào)（輸出波形）。根據(jù)輸出波形，可以得到物體A在像方白尺寸D設(shè)光學(xué)放大倍率為&則可以用下面公式計(jì)算物體A的實(shí)際尺寸D為DD/（3-1）顯然，只要求出D,就不難測(cè)出物體A的實(shí)際尺寸D。線B$CCD的輸出信號(hào)Uo隨光強(qiáng)分布的變化關(guān)系為線形的，因此，可用Uo模擬光強(qiáng)分布。采用二值化處理方法將物體邊界信息檢測(cè)出來(lái)是簡(jiǎn)單便捷的方法。有了物體邊界信息便可以進(jìn)行上述測(cè)量工作。2.二值化處理方法的波形此文檔收集于如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除U1圖,3<1二俏化處理波形圖圖3-2所示為典型CCD輸出信號(hào)與二值化處理的時(shí)序圖。圖中FC信號(hào)為行同步脈沖，F(xiàn)C的上升沿對(duì)應(yīng)于CCD的第一個(gè)

39、有效像元輸出信號(hào)，其下降沿為整個(gè)輸出周期的結(jié)束。Ug為綠色組分光的輸出信號(hào)，它為經(jīng)過(guò)反相放大后的輸出電壓信號(hào)。為了提取圖3-2所示Ug的信號(hào)所表征的邊緣信息，采用如圖3-3所示的固定閾值二值化處理電路。該電路中，電壓比較器LM393的正相輸入端接CCD輸出彳t號(hào)Ug,而反相器的輸入端通過(guò)電位器接到可調(diào)電平（閾值電平）上，該電位器可以調(diào)整二值化的閾值電平，構(gòu)成固定閾值二值化電路。經(jīng)固定閾值二值化電路輸出的信號(hào)波形定義為TH。再進(jìn)一步進(jìn)行邏輯處理，便可以提取出物體邊緣的位置信息Ni和N2。Ni與N2的差值即為被測(cè)物在CCD像面上所成的像占據(jù)的像元數(shù)目。物體A在像方白尺寸L為(3-2)(3-3)D電

40、NiL。式中，Ni與N2為邊界位置的像元數(shù)，L。為CCD像敏單元的尺寸。因此，物體的外徑應(yīng)為D(N2NIL。3.二值化處理電路原理方框圖.值化處理原理圖如圖3-4所示，若與門的輸入脈沖CRt為CCD驅(qū)動(dòng)器輸出的采樣脈F93-4硬件一侑化果集原理.作框圖沖SP,則計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)為（N2-Ni）,鎖存器鎖存的數(shù)為（N2Ni）,將其差值送入（N2Ni）LED數(shù)碼顯示器，則顯示出（N2Ni）值。同樣，該系統(tǒng)適用于檢測(cè)物體的位置和它的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，設(shè)圖3-i中物體A在物面沿著光軸做垂直方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)光強(qiáng)分布的變化，同樣可以計(jì)算出物體A的中心位置和它的運(yùn)動(dòng)速度、震動(dòng)（振動(dòng)）等。三、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備i、雙蹤跡同

41、步示波器（帶寬50MHz以上）一臺(tái)。2、彩色線陣CCD多功能實(shí)驗(yàn)儀YHLCCDIV一臺(tái)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容i、觀測(cè)二值化處理過(guò)程中CCD的輸出信號(hào)；2、在進(jìn)行二值化閾值電平調(diào)整的過(guò)程中，觀察閾值電平調(diào)整的調(diào)整過(guò)程;此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除3、標(biāo)定光學(xué)放大倍率；4、進(jìn)行被測(cè)圖形尺寸的測(cè)量；5、通過(guò)改變有關(guān)參數(shù)，觀察對(duì)測(cè)量值的影響，分析影響物體尺寸測(cè)量的因素。(二)實(shí)驗(yàn)步驟1 .實(shí)驗(yàn)預(yù)備(1)首先將示波器地線與實(shí)驗(yàn)儀上的地線連接良好，并確認(rèn)示波器的電源和多功能實(shí)驗(yàn)儀的電源插頭均插入交流220V插座上。(2)打開儀器頂部蓋板，將實(shí)驗(yàn)用測(cè)量片夾B插入后端片夾夾具中，蓋上蓋

42、板。(3)打開示波器，將CH1探頭接到FC脈沖輸出端，仔細(xì)調(diào)節(jié)使之同步穩(wěn)定，使示波器顯示至少2個(gè)FC周期。(4)確認(rèn)YHLCCDIV實(shí)驗(yàn)儀的二值化開關(guān)處于彈出狀態(tài)，測(cè)量F1、F2、FC、RS、SP、CP各路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的波形是否正確。如果與附圖3所示的波形相符，相符，繼續(xù)進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)；否則，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查。2 .光學(xué)放大倍率B的標(biāo)定(1)用示波器CH2探頭接Ug信號(hào)輸出端。調(diào)節(jié)鏡頭的光圈，觀測(cè)輸出信號(hào)波形的變化，使其處于接近飽和(非飽和)的狀態(tài)。(2)用CH2探頭測(cè)量TO端子(閾值電平)，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)儀上的閾值調(diào)節(jié)按鈕，使閾值為2V左右。(3)再將CH1探頭接到Ug信號(hào)輸出端，用Ug信號(hào)同步。C

43、H2探頭接到BO端子(二值化車出TTL信號(hào))上，調(diào)節(jié)閾值調(diào)節(jié)按鈕，進(jìn)行閾值的增減，觀察BO的變化情況和與Ug信號(hào)的關(guān)系。最后再將閾值電平恢復(fù)為2V。(4)按下二值化測(cè)量按鈕，此時(shí)儀器面板上原本顯示的積分時(shí)間和驅(qū)動(dòng)頻率值的數(shù)值變?yōu)槎祷瘻y(cè)量值顯示，所顯示的數(shù)值為二值化信號(hào)所占據(jù)的CCD像元數(shù)(若儀器面板顯示窗口數(shù)字閃爍則表示信號(hào)調(diào)整不當(dāng)，應(yīng)當(dāng)退出二值化測(cè)量狀態(tài)。重新調(diào)整鏡頭光圈、積分時(shí)間、驅(qū)動(dòng)頻率和二值化閾值電平)，即(N2-N1)值。連續(xù)記錄10組數(shù)據(jù)，填入表3-1,代入計(jì)算公式(3-3),計(jì)算光學(xué)放大倍率3的平均值，完成光學(xué)放大倍數(shù)標(biāo)定工作。表3-1光學(xué)放大倍率B的測(cè)量二值化測(cè)量值(N2Ni

44、)(閾值2V)物方尺寸(mm)像方計(jì)算尺寸(mm)光學(xué)放大倍率0以上10次計(jì)算的平均光學(xué)放大倍率此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除3 .二值化測(cè)量(1)保持上述設(shè)置不變，打開實(shí)驗(yàn)儀頂部蓋板，取出測(cè)量片夾B,插入測(cè)量片夾C,蓋上蓋板。連續(xù)記下10組數(shù)據(jù)，填入表3-2,計(jì)算出被測(cè)條紋的實(shí)際尺寸。(2)閾值電平調(diào)整至1V,再測(cè)量一組數(shù)據(jù)，填入表3-2,再計(jì)算出被測(cè)條紋的實(shí)際尺寸。(3)變積分時(shí)間后，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察CCD輸出信號(hào)波形的變化，當(dāng)CCD出現(xiàn)飽和狀態(tài)后觀測(cè)被測(cè)物尺寸的變化。表3-2光學(xué)放大倍率B的測(cè)量二值化測(cè)量值(N2N1)(閾值1V)物方尺寸(mm)像方計(jì)算尺寸(mm)光學(xué)放大

45、倍率0以上10次計(jì)算的平均光學(xué)放大倍率=%二-D4 .結(jié)束關(guān)機(jī)(1)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀。(2)關(guān)閉示波器。(3)關(guān)閉電源。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、寫出實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，解釋為何兩種閾值下測(cè)量結(jié)果有差異，造成這種差異的原因有幾點(diǎn)。2、說(shuō)明固定閾值二值化測(cè)量的優(yōu)缺點(diǎn)和適用領(lǐng)域。3、積分時(shí)間的變化是否對(duì)測(cè)量值有影響？在什么時(shí)候會(huì)有影響？為什么進(jìn)行尺寸測(cè)量時(shí)必須使CCD脫離飽和區(qū)？此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除實(shí)驗(yàn)四線陣CCD勺A/D數(shù)據(jù)采集一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集的基本原理。2、進(jìn)一步掌握線陣CCD積分時(shí)間與光照靈敏度的關(guān)系。3、掌握本實(shí)驗(yàn)儀配套軟件的基本操作，熟悉各

46、項(xiàng)設(shè)置和調(diào)整功能。4、學(xué)會(huì)基本數(shù)據(jù)采集軟件的編寫和應(yīng)用（選做）。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容1、學(xué)習(xí)C語(yǔ)言進(jìn)行計(jì)算機(jī)端口操作和繪圖的基本功能（參考相關(guān)教科書）。2、進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集基本原理。3、熟悉A/D數(shù)據(jù)采集的基本操作軟件。三、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備1、彩色線陣CCD多功能實(shí)驗(yàn)儀YHLCCDIV一臺(tái)。2、雙蹤跡示波器一臺(tái)（帶寬50MHz以上）。3、實(shí)驗(yàn)用PC計(jì)算機(jī)及A/D數(shù)據(jù)采集基本軟件。四、線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集基本原理線B$CCD的A/D數(shù)據(jù)采集的種類和方法很多，這里只介紹實(shí)驗(yàn)儀所采用的8位并行接口方式的數(shù)據(jù)采集基本工作原理。CPLD復(fù)位。CPLD等待FC上升沿（對(duì)應(yīng)于 C

47、CDK據(jù)總稅花錐mm鎮(zhèn)什總標(biāo)如圖4-1所示為以8位A/D轉(zhuǎn)換器件TLC5510A為核心器件構(gòu)成的線陣CCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。以CPLD完成地址譯碼器、接口控制、同步控制、存儲(chǔ)器地址譯碼等邏輯功能。計(jì)算機(jī)軟件通過(guò)向端口發(fā)送控制指令對(duì)第一個(gè)有效輸出信號(hào)）觸發(fā)AD開始工作，AD器件則通過(guò)SP信號(hào)完成對(duì)每個(gè)像元的同步采樣，A/D轉(zhuǎn)計(jì)"機(jī)打接口總= （H>P）換輸出的8位數(shù)字信號(hào)則存儲(chǔ)在一個(gè)32K的靜態(tài)緩存器件中（62256）,當(dāng)一行像元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，CPLD會(huì)生成一個(gè)標(biāo)志轉(zhuǎn)換結(jié)束的信號(hào)，同時(shí)停止A/D轉(zhuǎn)換器和SRAM存儲(chǔ)器的工作。計(jì)算機(jī)軟件在查詢標(biāo)志信號(hào)后，讀取SRAM存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，

48、完成數(shù)據(jù)曲線顯示等一系列功能。當(dāng)軟件讀取并處理完成一行數(shù)據(jù)后，再次發(fā)送復(fù)位指令循環(huán)上述過(guò)程。I計(jì)*荊f口方式的5瞰掘來(lái)集厚理此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟(一)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、進(jìn)行以8位A/D轉(zhuǎn)換器件TLC5510A為核心器件構(gòu)成的線陣CCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。2、進(jìn)行線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件的基本操作(軟件工作參數(shù)的設(shè)置、CCD工作參數(shù)的設(shè)置等)。3、進(jìn)行線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)、打開、讀出等的操作。(二)實(shí)驗(yàn)步驟1 .試驗(yàn)預(yù)備(1)首先將實(shí)驗(yàn)儀的數(shù)據(jù)端口和計(jì)算機(jī)并行端口用專用數(shù)據(jù)

49、線纜連接良好，并將計(jì)算機(jī)并行端口設(shè)置為EPP(增強(qiáng)型并行接口)工作模式，如果不能確定，請(qǐng)咨詢實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師。(2)打開計(jì)算機(jī)電源，完成系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入下面的操作。(3)打開YHLCCDIV的主電源開關(guān)，用示波器測(cè)量F1、F2、FC、RS、SP、CP等各路驅(qū)動(dòng)脈沖的波形是否正確。如果與附圖3所示的波形相符，繼續(xù)進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)；否則，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查。(4)打開儀器頂蓋，確定CCD為水平位置(即黃色旋鈕對(duì)應(yīng)銀白標(biāo)志點(diǎn))，運(yùn)行A/D數(shù)據(jù)采集基本軟件。否則，請(qǐng)首先安裝A/D數(shù)據(jù)采集基本軟件。2 .運(yùn)行AD數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)軟件(1)運(yùn)行A/D數(shù)據(jù)采集基本軟件，計(jì)算機(jī)應(yīng)顯示出入圖4-2所示的程序主界面。圖LLX/D

50、數(shù)據(jù)采集程序主:界面ITI4-3理序操作開表圖4-4打開數(shù)據(jù)文件(2)采集菜單分為“連續(xù)”、“單次”和“平均”等3種采集方式，為調(diào)試方便應(yīng)選擇連續(xù)采集方式。顯示方式也分為分屏顯示與單屏壓縮顯示，單屏壓縮顯示方便調(diào)試。點(diǎn)擊圖4-3所示“0”設(shè)置0s停頓時(shí)間的顯示方式。點(diǎn)擊“連續(xù)”便可進(jìn)行連續(xù)采集方式的工作。(3)仿照實(shí)驗(yàn)二、三對(duì)鏡頭光圈的調(diào)節(jié)方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)也要對(duì)驅(qū)動(dòng)頻率和積分時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，觀測(cè)所采集的輸出波形，使輸出波形的幅度處于便于觀察的位置。(4)打開實(shí)驗(yàn)儀上蓋板，將測(cè)量片夾“A”插入后端片夾夾具中，調(diào)節(jié)鏡頭光圈和積分時(shí)間，觀測(cè)輸出波形的變化。(5)將AD轉(zhuǎn)換的輸出波形曲線以

51、*.txt,或*.dat數(shù)據(jù)格式保存為數(shù)據(jù)文件。(6)打開數(shù)據(jù)文彳顯示A/D數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)，觀測(cè)每一像元的數(shù)據(jù)和整行數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。(7)觀測(cè)與分析輸出波形，分析輸出波形與片夾“A”圖像(物)的關(guān)系。（ 8） 將測(cè)量片夾“A”取出，換上量片夾“F”，再重復(fù)做（5）、（6）、（7）項(xiàng)，觀察與分析測(cè)量結(jié)果。3編寫AD數(shù)據(jù)采集連接與處理軟件（ 1） 利用上面所保存的數(shù)據(jù)文件求出一行數(shù)據(jù)的最大、最小值。（ 2） 利用數(shù)據(jù)文件找出信號(hào)的變化周期，分析所采數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。（ 3） 根據(jù)廠家提供的接口程序設(shè)計(jì)編寫簡(jiǎn)單的接口軟件與簡(jiǎn)單的處理軟件。接口軟件需要較好的VC+軟件基礎(chǔ)，根據(jù)情況進(jìn)行選做。研究生或指導(dǎo)教師可以

52、自行編寫難度更高的應(yīng)用軟件，在該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中做更多的工作。（選做）4結(jié)束關(guān)機(jī)（ 1） 關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀。（ 2） 關(guān)閉計(jì)算機(jī)。（ 3） 關(guān)閉示波器。（ 4） 關(guān)閉電源。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、 出實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，總結(jié)CCD輸出信號(hào)的幅度與積分時(shí)間及光照靈敏度之間的關(guān)系，能否驗(yàn)證在同樣的光照下輸出信號(hào)的幅度隨積分時(shí)間的增長(zhǎng)而幅度增大。2、 能否用這個(gè)試驗(yàn)檢測(cè)CCD光敏單元的不均勻性？如果能，該如何安排這個(gè)實(shí)驗(yàn)？3、 用線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)行物體尺寸的測(cè)量工作？若能，該如何安排這個(gè)實(shí)驗(yàn)？4、試將片夾“F”插入片夾夾具中，線陣CCD輸出的波形會(huì)怎樣？片夾“F”為對(duì)比度很好的黑白條，經(jīng)成像物鏡、線陣CCD

53、光電變換后再經(jīng)A/D數(shù)據(jù)采集，計(jì)算機(jī)所獲得的波形會(huì)出現(xiàn)“變形”的現(xiàn)象，怎樣解釋“變形”的現(xiàn)象？“變形”產(chǎn)生的主要原因是什么？能否利用“變形”的輸出波形進(jìn)行黑白條尺寸的測(cè)量？黑白條圖像的真實(shí)邊界的數(shù)值有什么特點(diǎn)？5、 怎樣利用本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行像敏單元不均勻性的測(cè)量？6、 你能例舉出利用本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行其他目的的實(shí)驗(yàn)嗎？此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流實(shí)驗(yàn)五軟件提取邊緣信號(hào)的二值化處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用軟件提取線陣CCD輸出信號(hào)Uo所含物體邊界信息的兩種方法。2、學(xué)習(xí)使用C+語(yǔ)言編寫簡(jiǎn)單的測(cè)量軟件。、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容1、預(yù)習(xí)用軟件提取線陣CCD輸出信號(hào)Uo所含物體邊界信息的基本原理2、復(fù)習(xí)C+語(yǔ)言。3、學(xué)習(xí)離散函數(shù)的微分算法。三、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備1、彩色