SAW传感器后端信号处理电路的设计
0 引 言
随着声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)技术的发展，SAW传感器已经成为重要的一个分支。声表面波传感器以其体积小，重量轻，功耗低，以及灵敏度高，抗干扰强，精度高，重复性和一致性良好的特点，可以实现无线传感，便于大批量生产，成本低，目前已经成为了各种高性能传感器的首选。
常用的SAW气体传感器由SAW器件、敏感薄膜和信号处理电路组成。在实际使用中，为了使声表面波传感器使用更加方便，需要最终设计制造出一块集环境感应、数据读出和数据处理为一体的专用电路，因此该电路最终将是一块大规模的混合信号处理电路，是整个传感器电路的一个重要模块，需要仔细设计和优化。对于声表面波气体传感器的处理电路设计，文献[2，3]分别报道了采用相关高频震荡电路实现传感器信号处理的方法。文献[2]中采用了改进的皮尔斯振荡器和 DDS检测法对其信号进行处理。2005年，Shen Yutang等人提出了一种新的声表面波传感器电路设计方案，采用了模拟与数字结合的方法，利用双通道结构取得了较好的结果。
本文通对SAW传感器原理的分析和研究，结合设计SAW气体传感器的要求，设计了一个该传感器后端的信号处理电路，着重分析了其后端频率检测电路的原理，并对其可能产生的误差进行了分析，提出了电路设计方案和具体结构，并利用FPGA技术对该电路做出了具体的实现。
1 SAW气体传感器原理
声表面波是一种在固体表面传播的弹性波。由于这种波是在固体的表面进行换能和传播的，所以信息的注入、提取和处理都相对比较方便。根据文献[5]可知，外界环境对SAW器件波速的影响可以用式(1)表示：
|
相关推荐技术专区 |
评论