高精度線偏振輻射計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著科技的進步，太陽輻射計作為一種可進行氣溶膠光學(xué)厚度探測和大氣微物理特性區(qū)分的遙感探測儀器在遙感探測領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用，偏振太陽輻射計以其獲取信息維度多、偏振探測精度高等偏振探測優(yōu)點成為太陽輻射計的發(fā)展方向。為滿足偏振輻射計高精度的偏振測量要求，對儀器系統(tǒng)設(shè)計提出了新的要求，具體對電子學(xué)來說主要體現(xiàn)是具有較大的動態(tài)范圍、良好的線性同時具備極低的系統(tǒng)噪聲，因此設(shè)計一種高精度的偏振輻射計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對儀器的研制具有重要的意義。

2、r>　　本論文根據(jù)高精度線偏振輻射計的工作原理和應(yīng)用需求，針對目前傳統(tǒng)偏振輻射計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中微弱信號獲取所采用的跨阻放大法存在高阻值的反饋電阻噪聲大、穩(wěn)定性差、集成度低等缺點，開展了對高精度線偏振輻射計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究，分析了儀器重要的電路參數(shù)并建立了兩種微電流獲取方式的噪聲模型，然后推導(dǎo)出信噪比公式，得出在采樣頻率要求不高的情況下，采用電容積分法的微電流測量方法噪聲較低、信噪比較高的結(jié)論，從而解決了傳統(tǒng)偏振輻射計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成度

3、低、穩(wěn)定性差、隨機噪聲影響大等問題。
　　基于以上分析研究，對高精度線偏振輻射計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行需求分析與方案設(shè)計，采用了基于電容積分的直接電流數(shù)字化集成芯片DDC112直接將探測器信號轉(zhuǎn)換成20bit數(shù)字量被FPGA讀取，然后對設(shè)計的結(jié)果進行電路性能測試和整機性能測試，驗證了設(shè)計方案的合理性，并進行了外場試驗。實驗結(jié)果表明:該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有較高的響應(yīng)動態(tài)范圍，等效噪聲輻亮度比較理想，常規(guī)氣溶膠探測波段信噪比大于等于127，典型