CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)线阵传感器因为能在一次曝光时间内探测一定波长范围内的所有谱线,在现代光谱测量技术中获得越来越广泛的应用。近年来,随着CCD芯片性能的不断改进,人们对CCD光谱信号采集系统的要求日益提高。传统的CCD光谱信号采集系统由于结构复杂,造价较高,对使用环境要求苛刻,已不能满足日益广泛的应用需要。本文设计了一套基于线阵CCD的微型化、经济化的光谱信号采集系统,系统小巧便携,仅需一根USB数据线即可工作,能够实现光谱信号的快速、精确测量。　　 本系统以现场可编程逻辑阵列(FPGA)为核心处理器,将CCD采集到的模拟信号经过A/D转换后通过USB接口传送到上位机进行界面显示及结果分析,充分发挥了FPGA可以实时传送、处理大容量数据的功能,以及USB的即插即用、高速传输等优点。本文研究了基于线阵CCD光谱信号采集系统的总体结构,并进行了系统的硬件设计和软件设计。硬件设计部分具体介绍了各模块的硬件电路实现,A/D转换前端对CCD输出的模拟信号进行调理,以使A/D工作在最佳性能状态;利用FPGA内部资源片上配置FIFO,防止采集数据丢失,节省电路板面积;USB芯片工作在异步Slave FIFO模式,实现高速数据传输。软件设计部分介绍了FPGA内部各模块程序的实现,编程实现CCD的积分时间可调:详细讨论了uSB的固件程序设计和上位机应用程序设计。最后对系统性能进行了测试。　　 本文完成的基于线阵CCD光谱信号采集系统,采集速率为1MSPS,A/D分辨率为12bit,通过USB接口实现与主机通信,传输速度达到9MB/S。通过对低压汞灯光谱的测量结果分析表明,系统误差仅为0.08nm,分辨率为0.6nm,可广泛应用于CCD光谱的实时快速精确测量。