本文關鍵詞：FBAR傳感器讀出電路設計

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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,所以FBAR傳感器具有廣泛的應用前景,但FBAR傳感器的讀出電路少有報道;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作為FBAR傳感器的讀出電路。六端口反射計可以測量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。以文獻報道的諧振頻率為2.700 GHz,工作頻帶為2.690~2.710 GHz的FBAR加速度計為例,為其設計了工作頻帶為2.650~2.740GHz的微帶六端口反射計作為讀出電路,以驗證六端口反射計能夠用于FBAR傳感器讀出電路。為了驗證微帶六端口反射計用于FBAR加速度計的讀出電路具有良好的工藝健壯性,本文對已設計的2.650~2.740 GHz的微帶六端口反射計,進行了工藝誤差分析;分析結果表明當微帶線的金屬導體寬度變化50μm,金屬導體厚度變化5μm,基板厚度變化5μm微帶,微帶六端口反射計的工作頻帶都要遠大于FBAR加速度計所需工作頻帶;但是當基板介電常數(shù)變化0.1,微帶六端口反射計就可能不能用于工作頻帶為2.690~2.710 GHz的FBAR加速度計了。在采用六端口反射計去計算FBAR反射系數(shù)之前,還需對六端口反射計進行校準。為了提高六端口反射計的校準精度以及減少校準所需時間,本文針對最佳校準方法Hoer進行了分析;分析發(fā)現(xiàn)Hoer法的校準公式第一次計算只能得出11個系統(tǒng)參數(shù)的8個,還需進行第二步計算才可得出剩下的3個系統(tǒng)參數(shù);為了減少這一影響,將Hoer法中采用的校準公式進行了改變,使得校準過程只需一步即可得到11個系統(tǒng)參數(shù),縮短了校準所需時間。為了進一步驗證六端口反射計能夠用于FBAR傳感器讀出電路,以及使FBAR傳感器的設計更準確簡單,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,采用矢量網絡分析儀對制作的微帶六端口網絡進行測量,并將微帶六端口網絡與檢波器等構成微帶六端口反射計。采用微帶六端口反射計測量了匹配負載的反射系數(shù),并將所得數(shù)據(jù)與矢量網絡分析儀測得數(shù)據(jù)進行對比,偏差很小,由此推出微帶六端口反射計可以用于FBAR傳感器讀出電路。
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212

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