基于FPGA的無線無源SAW傳感器測試系統(tǒng)研究.pdf

1、傳感器是一種檢測裝置，從一定程度上來說是人們獲取外界各種信息的源頭。目前，傳感器技術(shù)廣泛的應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天等多個領(lǐng)域。而聲表面波(SAW)傳感器與傳統(tǒng)的傳感器相比，具有更小的體積、更低的功耗、更高的品質(zhì)因數(shù)、更好重復(fù)性。同時能實現(xiàn)無線無源傳感，這使得SAW傳感器能在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速等許多特定的惡劣環(huán)境中對溫度、應(yīng)變等進行檢測，因此近年來備受研究人員的關(guān)注。而作為無源SAW傳感器投入具體應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其無線測試系統(tǒng)的研究顯得格

2、外重要。
　　本文首先通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器等測試儀器對諧振型及延遲線型SAW傳感器進行測試，分別得到了兩種傳感器的時域及頻域信號特征。通過比較兩種傳感器信號的特征，擇優(yōu)選擇諧振型SAW傳感器作為研究對象。
　　接著通過分析諧振型SAW傳感器反饋信號的特點提出了基于FPGA的無線無源測試系統(tǒng)總體設(shè)計方案。其中發(fā)射單元采用DDS+PLL+PA構(gòu)架，接收單元采用超外差式接收機構(gòu)架。并通過基于FFT IP核的數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)最

3、終的數(shù)據(jù)處理，得到SAW傳感器的諧振頻率在433.855MHz附近。
　　然后根據(jù)測試系統(tǒng)的設(shè)計方案，進行了具體電路模塊的擇優(yōu)選擇，包括FPGA芯片、ADC、DAC、PLL、LNA、射頻開關(guān)等關(guān)鍵模塊。并且完成了控制程序、數(shù)據(jù)處理程序的編寫。對測試系統(tǒng)各模塊的關(guān)鍵參數(shù)進行了測試和驗證，最終完成測試系統(tǒng)的搭建。最后通過ADS完成了SAW傳感器與天線的阻抗匹配。通過驗證，各個模塊都能很好的滿足測試要求。其中DDS模塊能產(chǎn)生功率較高、波