小麦品质检测装置AOTF驱动与光谱分析技术研究

发布时间：2020-07-19 01:30

【摘要】：中国是一个农业大国,近红外光谱分析技术由于其非接触、无损、快速自动检测的优点目前正取代传统化学方法,成为农产品成分测定的标准方法。以AOTF作为分光原件的光谱仪与传统基于机械调谐的光谱仪相比具有明显的优越性。目前国外AOTF型光谱仪已经商用化,但是价格昂贵,国内对AOTF型光谱仪的研究还停留在试验阶段,离国产化还有一定的距离。在AOTF研制中,稳定的射频驱动是AOTF实现分光功能的关键。本文的主要研究内容包括：1.DDS电路设计。根据AOTF声光效应的原理,设计基于AOTF射频信号源的DDS硬件电路、滤波电路。对比选择两种频率合成方案,选择了直接频率合成法来完成设计要求。对比分析两种滤波器的优劣,选择了无源低通滤波器,设计了150M的低通滤波器,并进行了实验仿真。2. 利用配套软件针对DDS芯片按照时序要求进行编程,通过SPI接口进行单片机与dds芯片的通信,实现频率及波形数据的传输,以及频率转换功能。3. 功率放大器设计。功率放大器的设计采用了两级级联放大电路,对AOTF输出的小信号进行功率放大。前级幅度放大选择了InGap放大芯片RFGA2054,末级功率放大选择了射频功率场效应晶体管MW6S04N,得到80-150MHz、功率1W的射频信号,以驱动AOTF模块。4. 光谱预处理技术研究,光谱分析试验。以小麦为实验对象,通过国标法测得小麦蛋白真值,利用OPUS光谱处理软件对小麦蛋白成分通过交叉验证法建立化学计量学模型,对比分析四种数据预处理方法。四种预处理方法得到的模型决定系数R2均大于0.9,相对分析误差RPD均大于3。
【学位授予单位】：中国农业机械化科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.1;S237

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本文编号：2761700