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拉曼光譜技術能夠對各種分子結構和物質種類進行鑒別，應用廣泛。相比于傳統的大型拉曼光譜儀，便攜式拉曼光譜儀由于在體積和質量上有巨大的優勢，能很好的滿足手持和實時性檢測要求，因而成為了當前的拉曼光譜儀領域的研究熱點。但是相比于傳統的拉曼光譜儀，其在測量靈敏度上還是存在一定的差距。 結合表面增強拉曼光譜SHINERS技術的便攜式拉曼光譜儀能將拉曼信號提高幾個數量級，很好的兼顧了便攜式光譜儀的測量靈敏度和便攜性。本文我們主要介紹光譜儀中的高精度CCD傳感器驅動及信號數字化電路設計部分，其主要技術目標是實現長時間積分下對暗電流噪聲的抑制以及弱目標信號環境下對信號靈敏度的提高。針對拉曼光譜特殊的性質，我們選用了濱松公司高靈敏度低暗電流噪聲大動態范圍的線陣CCD。為了使該CCD的性能最大化的同時最小化整體系統的體積，我們精巧的設計了其外圍電路。整個設計包括多級電源電路、時序產生電路、驅動電路和A/D轉換電路幾個部分。其中12級獨立電壓電路作為最重要的電源電路，是通過參考電壓源與運放構成的低通濾波器完成設計，提供了良好的穩定性和高精度性，同時為了設計簡單、調試方便，采用CPLD為CCD提供時序驅動信號。A/D轉換部分采用了具有相關雙采樣、可編程增益、16位精度的A/D芯片。最后得到的數字信號通過USB2.0數據接口傳輸到上位機。 該系統經過試驗調試和實際工作，在長時間積分弱信號情況下能高效的捕捉拉曼光譜信號。同時系統體積小，適用于便攜式應用領域。
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