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采集卡用于太赫兹成像系统

太赫兹(THz)波是指频率在0.1~10 THz(波长为300030μm)范围内的电磁波,在长波段与毫米波相重合,在短波段与红外光相重合,是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,也是电子学向光子学的过渡区太赫兹在安检、生物医药、雷达、通信、成像等领域都有着巨大的应用前景。

太赫兹成像系统一般由以下器件构成:光纤飞秒激光器、光纤、光纤分束器、光纤延时线、光纤集成化的太赫兹发射天线、COC太赫兹透镜、光纤准直器、倍频模块、透镜、反射镜、太赫兹探针、二维电动探测平移台、三维电动样品架、方波电压源、电流放大器、锁相放大器、数据采集卡、计算机。


太赫兹成像系统,一般是有4-32个太赫兹探测器,探测器出来的信号带宽大于200MHz,有效信号的中心频率是100MHz,带宽小于10MHZ的一个窄带信号。同时,太赫兹成像应用有太赫兹雷达、太赫兹扫描隧道显微镜、太赫兹安检仪等,都是一些灵敏度要求很高的场合,对信号分辨能力要求很高。同时,采集到的信号需要进行幅相矫正以及数字下变频处理。

这样,就要求采集卡具备一下几点:

1、带宽要很宽;

2、信噪比要足够好;

3、通道数要足够多;

4、能实时处理数据;

5、数据能高速采集传输;

经过对这几个需求的分析,决定采用我司自研的一款采样率200MS/s,   16bit精度,4通道,带宽200MHz,PCIe接口采集卡,FPGA上做实时幅相矫正以及数字下变频处理(DDC)处理。处理后的数据通过PCIe实时传输到PC机中。扩展更多通道可采用多个板卡共用同一个触发和时钟,这样增加了系统的灵活性。


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