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声表面波（SAW）传感器电路的集成设计

作　者: 王秀坤
导　师: 邱成军
学　校: 黑龙江大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 声表面波气体传感器检测电路集成系统
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

声表面波SAW传感器具有灵敏度高、体积小、成本低等优点,因此近来受到越来越广泛的关注。而与其相关的电路集成设计直接关系到检测的精度和稳定性,从而对其系统的研究有着非常重要的作用。本论文通过分析SAW传感器的工作原理及检测电路的工作原理,以中心频率为433.92MHz的谐振型SAW传感器为研究对象,采用参考通道和检测通道的双通道结构设计了包括滤波器、混频器以及整形电路的信号处理电路,并对电路中的各个模块进行了仿真。整个信号处理电路将两通道的信号频率经混频器输出频率偏差。再通过整形电路实现将该频率偏差转换为逻辑电平,作为后端频率检测电路的输入信号,设计并仿真了频率检测电路,完成SAW传感器的信号处理和频率检测,实现SAW传感器为系统的电路集成化设计。仿真结果表明,频率检测电路能够检测并显示待测量信息,且误差小于0.05%,满足SAW传感器对频率检测电路的精度要求。本课题完成了SAW传感器电路部分的整体设计,实现了SAW传感器的集成设计。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-13
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状及进展  8-11
  1.3 本论文研究的主要内容  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第2章声表面波传感器及其处理电路基本原理  13-27
  2.1 SAW 传感器要素及其工作原理  13-16
    2.1.1 声表面波  13-14
    2.1.2 基底材料的压电效应  14-15
    2.1.3 叉指换能器  15-16
  2.2 SAW 器件的分类  16-19
  2.3 SAW 传感器检测电路原理及特点分析  19-25
    2.3.1 SAW 传感器检测电路原理  19-20
    2.3.2 SAW 传感器的检测手段及电路方案的选取  20-25
  2.4 本章小结  25-27
第3章声表面波振荡电路  27-40
  3.1 振荡电路的基本原理  27-31
    3.1.1 振荡条件  27-29
    3.1.2 振荡平衡的稳定条件  29-31
  3.2 正弦波振荡电路的组成  31-32
  3.3 SAW 振荡电路设计  32-36
  3.4 SAW 振荡电路仿真  36-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章信号转换电路设计  40-59
  4.1 滤波电路  40-50
    4.1.1 滤波器的设计步骤  40
    4.1.2 切比雪夫滤波器  40-43
    4.1.3 滤波器电路设计  43-50
  4.2 混频电路  50-55
  4.3 整形电路  55-58
  4.4 本章小结  58-59
第5章声表面波传感器频率检测电路设计  59-73
  5.1 频率检测原理  59-62
  5.2 频率检测电路模块设计  62-71
    5.2.1 时基信号模块设计  62-66
    5.2.2 计数器模块设计  66-68
    5.2.3 锁存器模块设计  68-69
    5.2.4 显示模块设计  69-71
  5.3 频率检测电路的整体测试  71-72
  5.4 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-79
致谢  79

声表面波（SAW）传感器电路的集成设计

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