發(fā)布時(shí)間：2017-11-06 23:35

  本文關(guān)鍵詞：FBAR傳感器讀出電路設(shè)計(jì)

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【摘要】：由于FBAR傳感器具有靈敏度高、工作頻率高和功率損耗低等特點(diǎn),所以FBAR傳感器具有廣泛的應(yīng)用前景,但FBAR傳感器的讀出電路少有報(bào)道;為了找到適合于FBAR傳感器的讀出電路,本文研究了采用六端口反射計(jì)作為FBAR傳感器的讀出電路。六端口反射計(jì)可以測(cè)量FBAR反射系數(shù)與頻率曲線,從而得到FBAR諧振頻率偏移以反映外界物理量的變化。以文獻(xiàn)報(bào)道的諧振頻率為2.700 GHz,工作頻帶為2.690~2.710 GHz的FBAR加速度計(jì)為例,為其設(shè)計(jì)了工作頻帶為2.650~2.740GHz的微帶六端口反射計(jì)作為讀出電路,以驗(yàn)證六端口反射計(jì)能夠用于FBAR傳感器讀出電路。為了驗(yàn)證微帶六端口反射計(jì)用于FBAR加速度計(jì)的讀出電路具有良好的工藝健壯性,本文對(duì)已設(shè)計(jì)的2.650~2.740 GHz的微帶六端口反射計(jì),進(jìn)行了工藝誤差分析;分析結(jié)果表明當(dāng)微帶線的金屬導(dǎo)體寬度變化50μm,金屬導(dǎo)體厚度變化5μm,基板厚度變化5μm微帶,微帶六端口反射計(jì)的工作頻帶都要遠(yuǎn)大于FBAR加速度計(jì)所需工作頻帶;但是當(dāng)基板介電常數(shù)變化0.1,微帶六端口反射計(jì)就可能不能用于工作頻帶為2.690~2.710 GHz的FBAR加速度計(jì)了。在采用六端口反射計(jì)去計(jì)算FBAR反射系數(shù)之前,還需對(duì)六端口反射計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。為了提高六端口反射計(jì)的校準(zhǔn)精度以及減少校準(zhǔn)所需時(shí)間,本文針對(duì)最佳校準(zhǔn)方法Hoer進(jìn)行了分析;分析發(fā)現(xiàn)Hoer法的校準(zhǔn)公式第一次計(jì)算只能得出11個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的8個(gè),還需進(jìn)行第二步計(jì)算才可得出剩下的3個(gè)系統(tǒng)參數(shù);為了減少這一影響,將Hoer法中采用的校準(zhǔn)公式進(jìn)行了改變,使得校準(zhǔn)過(guò)程只需一步即可得到11個(gè)系統(tǒng)參數(shù),縮短了校準(zhǔn)所需時(shí)間。為了進(jìn)一步驗(yàn)證六端口反射計(jì)能夠用于FBAR傳感器讀出電路,以及使FBAR傳感器的設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確簡(jiǎn)單,在ADS軟件中建立了FBAR傳感器最小系統(tǒng)模型,模型能直接得出FBAR傳感器的諧振頻率。最后,采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)制作的微帶六端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量,并將微帶六端口網(wǎng)絡(luò)與檢波器等構(gòu)成微帶六端口反射計(jì)。采用微帶六端口反射計(jì)測(cè)量了匹配負(fù)載的反射系數(shù),并將所得數(shù)據(jù)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,偏差很小,由此推出微帶六端口反射計(jì)可以用于FBAR傳感器讀出電路。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212

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