【文章內(nèi)容簡介】 解VC++采集軟件，及計算機界面設(shè)計。3. 用光電倍增管式光電直讀光譜儀進行人民幣防偽標志光譜實驗。用紫光燈照射人民幣熒光防偽標志以激發(fā)出熒光，用光導纖維獲取防偽標志激發(fā)出的熒光進入光電倍增管作傳感器的光電直讀光譜儀。調(diào)整光譜儀輸入狹縫大小使輸出電壓在合適范圍內(nèi)；用VC++采集軟件采集人民幣熒光光譜曲線數(shù)據(jù)。根據(jù)光譜曲線確定熒光光譜的峰值薄產(chǎn)。對真假人民幣分別做一條光譜曲線。比較它們的峰值以區(qū)別人民幣的真假。4. 用雙光束紫外可見分光光度計進行高錳酸鉀溶液的濃度測定。首先配置已知濃度的高錳酸鉀標準溶液，再配置另一濃度的高錳酸鉀溶液，用分光光度計獲得高錳酸鉀溶液的吸光度曲線，以確定最大吸光度處的波長值。并采用溶液濃度相對法測量。四、 實驗結(jié)果與分析 由于設(shè)備損壞，該實驗無法進行實驗六 光電透過率實驗一、 實驗目的1. 學習單通道直接光電探測系統(tǒng)的設(shè)計方法。2. 理解透過率測量的原理。3. 設(shè)計透過率測量系統(tǒng)的各部分電路并掌握調(diào)試技術(shù)。二、 實驗原理單通道直接光電探測系統(tǒng)是光電系統(tǒng)中比較簡單的一種系統(tǒng)，是其他復雜光電系統(tǒng)的基礎(chǔ)。透過率的測量是光學測量的一項重要內(nèi)容，在光學元件檢測、物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、物體的化學性質(zhì)、生物醫(yī)學領(lǐng)域得到了廣泛的應用。一般情況下，輻射源的輻射要受到中間介質(zhì)的吸收和散射，只有一部分輻射功率透過介質(zhì)，最后被探測器接收。1. 比爾朗伯定律：若傳播媒介中同時存在吸收和散射，則輻射能量為Φ的入射輻射在傳播距離x之后，透過的輻射能量為： Φ（x）=Φ（0）exp（ux）其中u為衰減系數(shù)。2. 透過率的定義：激光透過媒質(zhì)后的光強與透過前的光強的比值稱為透過率，又稱透射率或者透射系數(shù)。其計算公式為：T=（I1/I0）100%3. 單通道直接測量系統(tǒng)：系統(tǒng)框圖：由經(jīng)過調(diào)制的激光器發(fā)出的一定波長的激光經(jīng)介質(zhì)后衰減，光強減小，分別測量出激光通過介質(zhì)前后的光強，即可以測出激光通過此介質(zhì)的透過率。光電傳感器將入射的光信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)信號處理電路，將交流信號變成直流信號，該直流信號的大小與入射到光電傳感器上的光信號光強成正比，通過測量該直流電壓的大小即可測量出激光通過介質(zhì)的透過率。（1） 驅(qū)動與調(diào)制電路：半導體激光器外接一個+12V的直流電源，調(diào)制信號可以用函數(shù)發(fā)生器中的方波，方波的信號頻率采用1kHz。（2） 光電傳感I/V轉(zhuǎn)換電路光電傳感器采用光電池，光電池輸出為電流信號，后續(xù)電路采用集成運算放大器構(gòu)成I/V轉(zhuǎn)換電路。（3） 帶通濾波電路本方案設(shè)計一個二階壓控電壓源帶通濾波器，要求中心頻率f=1kHz，增益Av=2，品質(zhì)因數(shù)Q=10。（4） 積分電路積分電路的作用是將輸入的交流信號變成直流信號，本實驗采用專用真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD536，它能夠計算直流和交流信號的真有效值。三、 實驗儀器半導體激光器、GDT1型透射率檢測實驗裝置、直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、示波器、數(shù)字萬用表。四、 實驗內(nèi)容與步驟實驗裝置圖： 電源給半導體激光器提供直流電源，函數(shù)發(fā)生器提供調(diào)制信號。載物臺上放置被測物體。數(shù)字萬用表用來測量積分電路輸出的電壓。實驗步驟：1. 按照上圖連接好實驗系統(tǒng)。接通半導體激光器直流穩(wěn)壓源。2. 接通函數(shù)發(fā)生器電源開關(guān)，設(shè)置函數(shù)發(fā)生器為1kHz的方波，半導體激光器應輸出一束被調(diào)制的激光。3. 調(diào)整光路，使入射光可以入射到光電傳感器上。4. 接通GDT1型透過率檢測實驗箱的電源，同時用示波器觀察調(diào)制電路、I/V轉(zhuǎn)換電路的波形。調(diào)整電路使連個波形基本相同。5. 接通臺式數(shù)字萬用表的電源，用直流電壓檔測量積分電路輸出的直流電壓V。6. 、調(diào)整好光路，分別記錄五種情況下積分電路輸出直流電壓。五、 實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果分析相對誤差計算結(jié)果結(jié)論：各樣品測量值與標稱值之間的相對誤差均小于5%，在一定誤差允許范圍內(nèi)測量結(jié)果準確。六、 思考題1. 在本實驗中，半導體激光器的調(diào)制頻率為什么采用1kHz？答：由于本實驗接收端的信號處理電路主要采用模擬芯片實現(xiàn)，信號處理電路的帶寬不高，只有幾千赫茲左右。因而，在發(fā)射端對激光的調(diào)制頻率不能太快，否則信號處理電路難以發(fā)揮性能。由于濾波電路的通帶中心頻率為1kHz,所以激光調(diào)制頻率也應該為1kHz以保證信號能夠通過帶通濾波器。2. 在實驗中如何驗證整個系統(tǒng)的正確性？答：采用示波器觀察對比函數(shù)發(fā)生器輸出端和I/V轉(zhuǎn)換電路輸出端的波形，若兩個波形基本相同，則系統(tǒng)的工作具有正確性。3. 若要增大測量的距離，本測量裝置應如何改進？答：增大測量的距離，激光在空氣中受到的散射和吸收越大，光電傳感器接收到的光強越小，信號光強較小，它受到環(huán)境中雜散光的影響就較大，轉(zhuǎn)換為電信號后，信噪比不高，誤差較大。 較為可行的改進方案是從信號處理電路著手，采用鎖定放大器提取疊加著噪聲的有效電信號。實驗七 攝像機原理與視頻圖像疊加實驗一、 實驗目的1. 理解攝像機的工作原理及視頻信號的構(gòu)成。2. 設(shè)計能在顯示器上疊加簡單圖形的電路。二、 實驗原理1. 視頻信號基礎(chǔ)一幅圖像，根據(jù)人眼對細節(jié)的分辨能力有限的視覺特性，總可以看成是由許多小單元組成。在圖像處理系統(tǒng)中，這些組成畫面的細小單元稱為像素，像素越小，單位面積上的像素數(shù)目就越多，由其構(gòu)成的圖像就越清晰。在電視系統(tǒng)中，把構(gòu)成一幅圖像的所有像素傳送一遍稱為幀處理，圖像的每幀由許多像素轉(zhuǎn)變成相應的電信號，再分別用各個相應信道把這些信號同時傳送出去，接收端接收后又同時進行轉(zhuǎn)換，恢復出原發(fā)射信號。采用這一種傳送方法，根據(jù)現(xiàn)代電視技術(shù)水平，一幀圖像約由44萬個像素點組成，則需要44萬個通道才能傳送一幀圖像，這是不現(xiàn)實的?？紤]到人的生理特性，可以把組成一幀圖像的各個像素點的亮度按一定的順序一個個地轉(zhuǎn)化為相應地電信號依次發(fā)送出去，接收端再按照同樣的順序?qū)⒏鱾€電信號在對應位置上轉(zhuǎn)變成具有相應亮度的像素，只要這種轉(zhuǎn)換傳送進行的足夠快，人眼就會感到重現(xiàn)圖像是同時出現(xiàn)的，而沒有閃爍感。（1） 電視掃描只有對一幅圖像進行分解和同步掃描后，才可能對這幅圖像進行傳遞和再現(xiàn)。因此，一個完整的電視信號不但應有反映像素亮度的視頻信號，還應有保證與攝像管內(nèi)電子束進行同步掃面的復合同步信號，以及在掃描逆過程時關(guān)閉電子束的復合消隱信號。根據(jù)人眼的生理特點，在不產(chǎn)生亮度閃爍感和保證有足夠清晰度的情況下，幀掃描頻率應該大于24Hz，每幀掃面行數(shù)必須大于625。隔行掃描：為了使圖像清晰度不下降，又要減小系統(tǒng)的帶寬，人們又提出了隔行掃描技術(shù)。隔行掃描方式是將一幀電視圖像分成兩場進行掃描。第一場掃出的第5。等奇數(shù)行，稱為奇數(shù)場；第二場掃第6。等偶數(shù)場。每一幀圖像經(jīng)過兩場掃描，所有像素即可掃完，電視電子束的掃描軌跡也稱為掃描光柵。攝像管與顯像管：攝像管與顯像管都套有行、場偏轉(zhuǎn)磁場，電子束受磁場力的作用在屏幕上做周期性的往復運動。（2） 亮度視頻信號：視頻輸出電壓的大小反映了一行中對應像素的明暗程度，視頻信號具有正負極之分，對于正極性視頻信號，像素越亮，信號的幅度越大；而對于負極性視頻信號則相反，像素越亮信號的幅度越小。（3） 復合消隱信號：在電視系統(tǒng)中，掃描正程期間傳送圖像信號，逆程期間不傳送圖像信號。電子束逆程掃面在熒光屛上出現(xiàn)回歸線，將對正程的圖像造成干擾，影響圖像的清晰度。因此需使電視機在行、場逆程掃描期間進行電子束截止，以消除行、場逆程回歸線，即實現(xiàn)消隱。方法是在電視臺由同步機發(fā)出消隱信號使接收機顯像管在行場逆程掃描期間關(guān)斷電子束。由于電視掃描方式是水平和垂直掃描構(gòu)成的，所以對應分別有水平消隱和垂直消隱，而兩者形成復合消隱信號。行消隱脈沖的寬度一般為12us，場消隱脈沖寬度一般為25TH。（4） 復合同步信號在電視系統(tǒng)中，為了使電視機重現(xiàn)的圖像與攝像機拍攝的圖像完全一致，要求接收端與發(fā)送端的電子束掃描必須同步。所謂同步是接收、發(fā)送端掃描的頻率和掃描的相位完全相同。如果收、發(fā)端掃描不同步，則重現(xiàn)的圖像變形或者不穩(wěn)定，