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声表面波气体传感器系统集成设计与仿真

发布时间:2018-11-13 16:09
【摘要】:利用声表面波来传播和处理信号的技术,称作声表面波技术。声表面波技术是将声学、电子学和材料学有机结合的一种新兴技术,已被广泛应用于电子通信、雷达通信、移动通信、射频识别以及各类传感系统,涉及航空、航天、军事和民用等多个领域。本文基于声表面波气体传感器系统的检测原理,设计并仿真出双通道声表面波气体传感器系统,并分别对系统中的各功能模块电路进行了详细的设计与仿真,主要包括模拟电路部分和数字电路部分。其中,模拟部分主要设计特定频率为318MHz的谐振式振荡电路和自行制备频率为300MHz的延迟线型振荡电路,以及模拟部分信号处理电路中的带通滤波电路、低通滤波电路、混频电路。数字部分主要进行整形电路的设计与仿真,基于FPGA的数字计频模块的设计与综合。本文对系统各个功能模块都做了详细的介绍与设计仿真,且从仿真结果看,都达到了系统的设计要求。最后对两种形式的系统模拟功能模块进行了集成设计与仿真,并对自激谐振式声表面波气体传感系统的模拟电路部分进行了分立元件的集成设计,得到了声表面波气体传感系统模拟电路部分的集成电路原理图,为后续自激声表面波气体传感集成系统制备奠定了基础。声表面波器件具有灵敏度高、稳定性好、易于微型化和集成化等特点,被广泛应用于多类传感系统中。随着物联网技术的不断发展与应用,声表面波传感器以其独特优点发展前景愈加广阔,因此本文针对声表面波气体传感器系统集成设计与仿真的研究对于该类传感器的实际应用具有重要意义。
[Abstract]:The technique of using saw to propagate and process signals is called saw technology. Surface acoustic wave (saw) technology is an emerging technology that combines acoustics, electronics and materials. It has been widely used in electronic communication, radar communication, mobile communication, radio frequency identification and various sensing systems, including aviation and aerospace. Military and civilian areas and other areas. Based on the detection principle of saw gas sensor system, a dual channel saw gas sensor system is designed and simulated in this paper. It mainly includes analog circuit and digital circuit. Among them, the analog part mainly designs the resonant oscillation circuit with specific frequency 318MHz, the delay linear oscillation circuit with 300MHz frequency, and the bandpass filter circuit, low pass filter circuit and mixing circuit in the analog part of the signal processing circuit. The digital part mainly carries on the design and the simulation of the shaping circuit, and the design and synthesis of the digital frequency module based on FPGA. In this paper, all the function modules of the system are introduced and simulated in detail, and the simulation results show that the design requirements of the system are met. Finally, the integrated design and simulation of two kinds of system simulation function modules are carried out, and the integrated design of discrete components in the analog circuit of the self-excited resonant saw gas sensing system is given. The integrated circuit schematic diagram of the analog circuit of saw gas sensing system is obtained, which lays a foundation for the preparation of self-excited saw gas sensing integrated system. Saw devices are widely used in multi-sensor systems because of their high sensitivity, good stability, easy miniaturization and integration. With the continuous development and application of the Internet of things technology, saw sensors have more and more broad development prospects with their unique advantages. Therefore, the research on the integrated design and simulation of saw gas sensor system in this paper is of great significance for the practical application of this kind of sensor.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212

【参考文献】

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本文编号:2329644

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