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光谱信号作为物质能量的重要信号标志,对研究物质光谱探测提供了极具重要的信息依据。光谱信号分为红外光谱、可见光谱以及紫外光谱三类,本文主要针对红外激光光谱数据采集系统分析和设计,基于LUXELL FPA PbSe线性阵列光谱探测器,实现对512路光谱信号高精度数据采集,其参考意义是对波长为2.0μm-5.0μm的复色红外光谱信号进行有效采集和特征提取以及准确识别。实际上,只有微伏级的微弱光谱信号从采集端到接收与显示,不可避免地受到环境温度、电路布局设计以及采样精度等各种干扰因素的影响,干扰信号的叠加将影响到光谱信号数据采集的精度,导致后续的光谱检测识别的误检漏检,进而导致对复色光谱的误判,从而误导对物质能量的分析。因此,对于光谱信号的采集精度和光谱探测器环境温度控制技术一直是国内外研究的一个热点,具有重要的研究意义。综合以上所叙的内容,本文主要从两个方面进行了相关的研究和设计。第一部分,对光谱探测器的工作环境温度控制电路的研究设计,减少环境噪声对原始光谱信号的影响,主要是温度对光谱信号的影响。该设计主要采用LTC1923脉宽调制驱动电路,所有必要的控制电路和两套互补输出驱动电路集成到LTC1923内构成全桥驱动电路,对热电制冷器(TEC)提供有效的双向电流,实现对光谱探测器的制冷或是加热,保持光谱探测器在恒温0℃环境下,满足对光谱探测器的恒温控制的要求。第二部分,对光谱信号的高精度数据采样设计研究。首先采用扫描的方法实现对512路光谱信号通道的选择,其次通过前置放大电路和滤波电路的电路布局设计降低噪声对原始信号的叠加干扰,然后采用可控积分放大电路实现光谱信号的有效放大,便于光谱信号的采样和检测识别,最后采用16bit模/数转换电路实现光谱数据的高精度数据采样。通过单光路光谱信号和光谱波长对应关系,该系统设计可识别波长为2.0μm-5.0μm光谱信号的光谱检测。最后实验结果表明,整体的系统电路设计的信噪比大于80dB,噪声误差小于1%,实现检测光谱范围为2.0μm-5.0μm,光谱检测识别分辨率在8nm以内,该系统整体设计实现了对光谱信号的高精度低噪声的数据采集。