新型溫敏SiBCN陶瓷解決了不能在高溫、腐蝕等惡劣的環(huán)境下進行溫度測量的問題,基于此材料制成的SiBCN溫度傳感器的測量技術(shù)又有別于輻射式測溫、光譜測溫和熱電偶測溫等傳統(tǒng)技術(shù),需要采用微擾法測量技術(shù)。根據(jù)SiBCN溫度傳感器的工作原理和微擾法測量技術(shù),本文設(shè)計出一款基于SiBCN溫度傳感器的無線掃頻信號收發(fā)硬件系統(tǒng),用來在惡劣環(huán)境進行溫度測量。SiBCN溫度傳感器的諧振頻率和環(huán)境溫度之間存在負相關(guān)關(guān)系,為了進一步驗證,基于SiBCN溫度傳感器的工作原理和微擾法測量原理設(shè)計系統(tǒng)方案,對硬件系統(tǒng)進行需求分析,提出各項指標要求�；赟iBCN溫度傳感器無線掃頻信號收發(fā)系統(tǒng)硬件方案主要包括五個模塊,即掃頻信號發(fā)生模塊、信號傳輸轉(zhuǎn)換通道模塊、信號轉(zhuǎn)換采集模塊、控制器模塊和外部接口模塊。掃頻信號發(fā)生模塊主要是將HMC833信號源輸出信號進行倍頻處理,從而得到11.0¹1.6GHz的掃頻信號;信號傳輸轉(zhuǎn)換通道模塊是利用環(huán)形器和波導隔離收發(fā)通道,發(fā)射掃頻信號和接收回波信號;信號轉(zhuǎn)換采集模塊是利用同軸檢波器將SiBCN溫度傳感器的回波信號轉(zhuǎn)換成電壓信號,然后利用12位1MSPS的A... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 微波諧振腔傳感器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.1 SiBCN傳感器原理
    2.2 SiBCN傳感器微波測量技術(shù)
    2.3 無線掃頻收發(fā)系統(tǒng)需求分析
    2.4 無線掃頻收發(fā)系統(tǒng)方案設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)硬件模塊分析
    3.1 掃頻信號發(fā)生模塊分析
        3.1.1 掃頻信號源
        3.1.2 功率放大器
        3.1.3 倍頻器
        3.1.4 帶通濾波器
    3.2 傳輸通道轉(zhuǎn)換模塊分析
        3.2.1 環(huán)形器
        3.2.2 波導
    3.3 信號轉(zhuǎn)換采集模塊分析
        3.3.1 同軸檢波器
        3.3.2 可調(diào)放大器和AD采集卡
    3.4 控制器模塊分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 HMC833信號源電路設(shè)計
        4.1.1 環(huán)路濾波器電路
        4.1.2 HMC833信號源外圍電路
    4.2 功率放大器電路設(shè)計
    4.3 倍頻器電路設(shè)計
    4.4 控制器和AD采集卡的集成電路設(shè)計
        4.4.1 FPGA控制器電路
        4.4.2 AD采集電路
        4.4.3 放大電路
    4.5 電源模塊電路設(shè)計
    4.6 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)硬件調(diào)試
    5.1 掃頻信號發(fā)生模塊測試分析
        5.1.1 HMC833信號源的測試分析
        5.1.2 功率放大測試分析
        5.1.3 倍頻器和帶通濾波器測試分析
        5.1.4 掃頻信號發(fā)生模塊的整體測試分析
    5.2 環(huán)形器測試分析
    5.3 檢波器測試分析
    5.4 系統(tǒng)結(jié)果測試分析
        5.4.1 系統(tǒng)硬件實物和加熱平臺
        5.4.2 系統(tǒng)硬件響應時間測試
        5.4.3 SiBCN傳感器測試結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺析PCB板的設(shè)計技巧及通用規(guī)則[J]. 聶月萍.  集成電路通訊. 2008(04)
[2]基于FPGA的高速等精度頻率測量系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李紅剛,張素萍,楊林楠.  微計算機信息. 2008(32)
[3]先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備Si-B-N-C陶瓷纖維及表征[J]. 唐云,王軍,李效東,李文華,王浩,王小宙.  高等學�；瘜W學報. 2008(08)
[4]傳感器的分類與傳感器技術(shù)的特點[J]. 楊親民,肖瑞蕓.  傳感器世界. 1997(05)
[5]復合摻雜對BaTiO3瓷介電常數(shù)溫度特性的影響[J]. 薄占滿,徐廷獻,曲遠方,安建軍,司長波.  天津大學學報. 1994(01)
[6]圓柱諧振腔中TM010模的近似計算[J]. 王德華,趙庚月.  陜西師大學報(自然科學版). 1987(03)

碩士論文
[1]基于SiCN溫度傳感器信號收發(fā)系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計[D]. 周東輝.深圳大學 2016
[2]寬帶頻率源的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 岳騰.電子科技大學 2015
[3]SPS燒結(jié)Graphene/SiBCN陶瓷及其高溫性能[D]. 李達鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2014
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[5]鎖相環(huán)中鑒相器和環(huán)路濾波器的設(shè)計[D]. 劉穎.西安電子科技大學 2013
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[10]現(xiàn)代微波PLL跳頻源設(shè)計方法研究[D]. 張?zhí)?電子科技大學 2002



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