基于FPGA的FBAR傳感器信號(hào)檢測(cè)與處理電路研究.pdf

1、薄膜體聲波諧振器(FBAR)作為一種質(zhì)量傳感器，具有非標(biāo)記、靈敏度高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生化檢測(cè)等領(lǐng)域。FBAR固有頻率高(0.5-20GHz)，大多采用體積龐大、價(jià)格昂貴的網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)其性能進(jìn)行分析，體積和成本因素致使該傳感器目前尚難以得到普及應(yīng)用。開(kāi)展不依賴于網(wǎng)絡(luò)分析儀的FBAR信號(hào)檢測(cè)與處理電路研究，對(duì)擴(kuò)大其應(yīng)用范圍具有重要意義。
　　 針對(duì)薄膜體聲波傳感器對(duì)信號(hào)檢測(cè)與處理電路的要求，本論文提出了GHz頻段的信號(hào)檢測(cè)

2、與處理電路?；赒uartusⅡ和Altium Designer6.0軟件平臺(tái)，完成了以FPGA為控制核心的邏輯設(shè)計(jì)與信號(hào)檢測(cè)與處理電路的硬件設(shè)計(jì)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ①在分析FBAR傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理基礎(chǔ)上，針對(duì)傳感器信號(hào)頻率高的特點(diǎn)，并借鑒網(wǎng)絡(luò)分析儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確定了基于FPGA的FBAR傳感器信號(hào)檢測(cè)與處理電路的總體方案；
　　 ②通過(guò)對(duì)關(guān)鍵模塊進(jìn)行理論計(jì)算、仿真和優(yōu)化，完成了FBAR傳感器信號(hào)檢測(cè)與

3、處理電路的設(shè)計(jì)，并根據(jù)電磁兼容理論，完成了電路的PCB設(shè)計(jì)；
　　 ③結(jié)合FBAR傳感器信號(hào)檢測(cè)與處理電路輸出信號(hào)的特點(diǎn)，基于FPGA完成了信號(hào)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并通過(guò)USB接口實(shí)現(xiàn)與電腦數(shù)據(jù)傳輸，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功能仿真驗(yàn)證；
　　 ④搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用本文設(shè)計(jì)的FBAR傳感器信號(hào)檢測(cè)與處理電路對(duì)基于薄膜體聲波諧振器的雙工器器件進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)得雙工器發(fā)射端的諧振頻率為1.81GHz，與網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試結(jié)果基本吻合，相對(duì)誤差