[发明专利]一种用于太赫兹层析成像的高速波形采集及控制电路

说明书

本发明公开了一种用于太赫兹层析成像的高速波形采集及控制电路，其FPGA通过USB控制器和USB接口与PC机连接；FPGA依次通过第一TTL电平电路和偏压源接口与偏压源连接；FPGA与ARM连接，ARM依次通过第一RS232收发器和激光器接口617与飞秒激光器连接；ARM通过第二RS232收发器和快速振荡延迟线接口与快速振荡延迟线4连接；快速振荡延迟线4通过RS422缓冲电路与FPGA连接；I‑V转换模块、信号调理模块、ADC采集和控制电路和FPGA依次连接；扫描电机依次通过差分接收器和TTL信号缓冲电路与FPGA连接；差分发送器输入端与差分接收器输出端连接，输出端与扫描电机连接。其在不影响扫描电机正常工作的前提下实时捕获扫描电机位置，采集太赫兹接收天线输出信号，用于太赫兹三维层析成像系统。

技术领域：

本发明属于太赫兹时域光谱技术领域，具体涉及一种用于太赫兹层析成像的高速波形采集及控制电路。

背景技术：

太赫兹三维成像技术是一项新兴的无损检测技术，在高分子复合材料、轮胎生产、飞机汽车涂层、陶瓷、塑料、泡沫、纤维等材料的无损检测领域具有重要的应用价值。基于反射式太赫兹脉冲飞行时间成像的太赫兹层析成像技术，是利用脉宽小于1ps的太赫兹脉冲在目标内部不同界面的反射信号时间延迟，结合空间二维快速扫描技术实现对目标的几十微米量级的超高纵向分辨太赫兹层析成像，并且利用太赫兹光谱快扫描技术能够极大提高成像速度，进一步实现对目标的快速层析成像。太赫兹三维层析成像系统构成复杂，包含快速振荡延迟线、飞秒激光器、偏压源、太赫兹信号收发天线和扫描机构等多个模块。为了控制各个模块协同工作，并完成太赫兹光谱快扫描数据采集，本专利提出了一种用于太赫兹层析成像的高速波形采集及控制电路，完成太赫兹三维成像系统的电子学集成。

发明内容：

本发明目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种用于太赫兹层析成像的高速波形采集及控制电路，提供快速振荡延迟线、飞秒激光器、偏压源的控制接口，提供扫描电机编码器接收转发接口，在不影响扫描电机正常工作的前提下实时捕获扫描电机位置，对太赫兹接收天线输出信号进行I-V转换、放大及数据采集，能够用于实现一种太赫兹三维层析成像系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明涉及的一种用于太赫兹层析成像系统的高速波形采集及控制电路，包括I-V转换模块、信号调理模块、ADC采集和控制电路、FPGA、控制器模块、第一RS232收发器、第二RS232收发器、第一TTL电平电路、RS422缓冲电路、TTL信号缓冲电路、差分接收器、差分发送器、USB控制器、USB接口、激光器接口、偏压源接口、快速振荡延迟线接口和扫描电机接口；FPGA依次通过USB控制器和USB接口与PC机连接；FPGA依次通过第一TTL电平电路和偏压源接口与偏压源连接；FPGA与ARM连接，ARM依次通过第一RS232收发器和激光器接口617与飞秒激光器连接；ARM通过第二RS232收发器和快速振荡延迟线接口与快速振荡延迟线4连接；快速振荡延迟线4通过RS422缓冲电路与FPGA连接；I-V转换模块、、信号调理模块、ADC采集和控制电路和FPGA依次连接；扫描电机依次通过差分接收器和TTL信号缓冲电路与FPGA连接；差分发送器输入端与差分接收器输出端连接，输出端与扫描电机连接。

所述用于太赫兹层析成像系统的高速波形采集及控制电路，还包括第二TTL电平电路和LED灯接口，FPGA依次通过第二TTL电平电路和LED灯接口与LED指示灯连接，将PC机的控制指令转化为TTL电平信号，控制不同LED指示灯的开启和关闭。