仪器科学技术专业硕士论文代写：基于DSP的离焦信号同步采集与处理技术研究
目录：
摘要 3-4
Abstract 4
第1章绪论 8-15
1.1课题背景及研究的目的和意义 8
1.2离焦误差检测技术发展现状及分析 8-12
1.2.1临界角法 9
1.2.2傅科刀口法 9-10
1.2.3针孔调焦法 10-11
1.2.4像散法 11-12
1.2.5各种离焦检测方法的比较 12
1.3多路同步数据采集技术发展现状 12-13
1.4课题的主要研究内容 13-15
第2章离焦检测原理与采集系统总体设计 15-26
2.1引言 15
2.2激光直写机离焦检测原理及设计 15-16
2.3离焦检测光路设计与仿真 16-20
2.3.1聚焦物镜焦距对系统测量的影响 17
2.3.2柱面镜焦距对系统测量的影响 17-18
2.3.3物镜与柱面镜之间距离变化的影响 18-19
2.3.4柱面镜与探测器之间距离变化的影响 19
2.3.5光学系统参数选择 19-20
2.4离焦检测光电转换电路设计 20-22
2.5同步数据采集处理模块设计 22-24
2.5.1同步采集的必要性分析 22-23
2.5.2硬件系统的设计思想 23-24
2.5.3多通道数据采集系统硬件结构 24
2.6本章小结 24-26
第3章数据采集系统硬件设计 26-39
3.1引言 26
3.2DSP系统设计 26-32
3.2.1DSP电路构成 26-28
3.2.2复位和时钟电路 28-29
3.2.3JTAG接口 29
3.2.4扩展程序存储器 29-30
3.2.5电平转换电路 30-31
3.2.6信号调理电路 31-32
3.2.7二阶有源滤波电路 32
3.3CPLD硬件电路设计 32-33
3.4AD转换电路 33-34
3.5数模转换电路设计 34-35
3.6SCI接口电路 35-36
3.7硬件抗干扰处理 36-37
3.7.1电源处理 36
3.7.2接地处理 36
3.7.3布线处理 36-37
3.8系统的可靠性设计 37-38
3.9本章小结 38-39
第4章DSP数据采集系统软件设计 39-52
4.1引言 39
4.2DSP软件设计 39-42
4.2.1DSP软件实现的功能 39
4.2.2DSP软件的初始化设置 39-40
4.2.3数据采集的实现过程 40-41
4.2.4数据处理任务及实现 41
4.2.5数据传输串口通信的实现 41-42
4.3CPLD程序设计 42-44
4.3.1CPLD主要完成的任务 42
4.3.2CPLD控制逻辑 42-44
4.4数字滤波器软件设计 44-50
4.4.1常用的数字滤波算法比较 45-47
4.4.2IIR低通滤波器设计实现 47-50
4.5软件的可靠性设计 50-51
4.6本章小结 51-52
第5章实验及误差分析 52-58
5.1引言 52
5.2离焦检测系统灵敏度标定实验 52-54
5.3离焦检测系统特性实验 54-57
5.3.1线性度实验 54-55
5.3.2同步采集与非同步采集系统稳定性对比实验 55-57
5.3.3重复性实验 57
5.4本章小结 57-58
结论 58-59
参考文献 59-63
致谢 63
【摘要】 激光直写机是制作衍射光学元件的关键设备,离焦检测技术是其中的重要单元技术之一。离焦检测系统为聚焦伺服系统提供聚焦误差信号,使写入光斑经过伺服控制后能够精确聚焦于光刻胶表面,从而保证刻蚀质量。本文基于差动像散法对激光直写系统中的离焦信号进行检测,针对原有采集系统存在的信号采集同步性差、实时性低的问题,提出了基于DSP的同步信号采集技术,由DSP控制CPLD同时触发四路AD采集信号,得到聚焦误差信号与离焦量的对应关系,实现离焦误差信号的多路同步、实时、高精度采集。本文基于TMS320LF2407A芯片实现了采集电路的软硬件设计。采集电路系统由DSP、CPLD、光电信号转换和放大、AD转换器、存储器和DA转换器等部分组成。重点介绍了采集电路的硬件设计和软件的实现,给出了相应的硬件原理图和软件流程图。在以上研究工作的基础上,搭建了光学实验平台并进行了实验测试,测试结果表明,该采集系统消除了激光光强不稳定等因素对聚焦误差信号的影响,提高了系统检测精度。
【Abstract】 The laser direct writing system is the key equipment used for making diffractive optical elements. The defocus detection system provides the focus error signal (FES) for the focus-servo system, which makes the writing spot precisely focusing on the resist. Therefore, the etching quality can be ensured. The defocusing detecting technique based on differential astigmatic method is selected to satisfy the defocus detection system.The defocus signal detection of laser direct writing system is established based on the differential astigmatism. Due to the former acquisition system has poor synchronization and real-time problem, a method of the DSP-based synchronous data acquisition is presented. The DSP control CPLD trigger four AD at the same time, then the relationship between defocus signal and output signals is given. Thus realizes the synchronous multi-channel, real time, high-precision data acquisition.The acquisition circuit is based on TMS320LF2407A chip to achieve software and hardware design. It was composed by the DSP, CPLD, photoelectric conversion and signal amplification, AD converters, memory and DA converter and other components. Focus on the hardware and software design of the acquisition circuit, the corresponding principle of hardware and software flow chart is given.According to these research works, the system was established. Experimental results show the influence by the instability of laser power can be eliminated.
硕士论文代写【关键词】 激光直写； 离焦检测； 同步采集； 聚焦误差信号；
【Key words】 laser direct writing； defocus detecting； synchronous data acquisition； focus error signal；