谐振式传感器的驱动及信号采集器制造技术

一种谐振式传感器的驱动及信号采集器，其特征在于：整个驱动及信号采集器电路包括正弦信号产生电路（１）、传感器驱动电路（２）、模拟信号采集和处理电路（３）、数字信号采集处理和控制电路（４）四部分；其中，正弦信号产生电路由直接数字信号合成芯片ＤＤＳ、自动增益控制芯片ＡＧＣ和电平及阻抗转换运算放大器Ａｍｐ１组成；传感器驱动电路由运算放大器Ａｍｐ２和Ａｍｐ３、传感器、参考电阻Ｒ１和Ｒ２和Ｒ３组成；模拟信号采集和处理电路由模拟乘法器ＭＬＰＲ１和ＭＬＰＲ２、低通滤波器ＬＰＦ１和ＬＰＦ２以及电平转换运算放大器Ａｍｐ４和Ａｍｐ５组成；数字信号采集处理和控制电路由多路开关ＭＵＸ、模数转换器ＡＤＣ和中央处理器ＣＰＵ组成；ＤＤＳ的输入端与ＣＰＵ的控制端口相连；然后ＤＤＳ、ＡＧＣ和Ａｍｐ１顺序相连；Ａｍｐ１的输出端同时与传感器的输入端、Ｒ２的输入端相连；传感器及Ｒ２的输出端分别与Ａｍｐ２、Ａｍｐ３的反相输入端相连；Ａｍｐ２、Ａｍｐ３的同相端同时接地，参考电阻Ｒ２和Ｒ３则分别跨接在运算放大器Ａｍｐ２和Ａｍｐ３的输出端和反相输入端之间；Ａｍｐ２、Ａｍｐ３的输出端分别与乘法器ＭＬＰＲ２的Ｙ输入端和Ｘ输入端相连；而Ａｍｐ２的输出端则还同时与乘法器ＭＬＰＲ１的Ｘ输入端和Ｙ输入端相连；两个模拟乘法器ＭＬＰＲ１和ＭＬＰＲ２的输出端分别与ＬＰＦ１和Ａｍｐ４、ＬＰＦ２和Ａｍｐ５顺序相连；Ａｍｐ４、Ａｍｐ５的输出端分别与多路开关ＭＵＸ的两个不同输入端相连，而多路开关的两个相应的输出端接模数转换器ＡＤＣ的模拟信号输入端；ＡＤＣ的数字数据输出端口与中央处理器ＣＰＵ的数字数据输入端口相连；ＣＰＵ的控制端口还分别与多路开关ＭＵＸ的通道选择端口和ＡＤＣ的控制输入端相连。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能够实时测量阻抗频谱的电子器件，尤其是用于谐振式传感器的驱动及测量。它是针对石英微天平(QCM)设计的，但也可用于其它类型的谐振传感器。
技术介绍
石英微天平是在圆形AT切石英片的上下表面镀上圆形金电极构成的一种谐振式传感器。它具有结构简单，成本低，灵敏度高，可实时在线检测，在液相中振动损耗小等优点，在生物、化学、环保、食品等领域应用前景十分广泛。目前，驱动QCM振动并采集其输出信号的方法主要有两种(1)振荡电路的方法；(2)频谱分析的方法。振荡电路方法的基本原理为将QCM接入自激振荡电路中，使其构成选频元件，电路的振荡频率等于QCM的谐振频率。通过电路振荡频率的变化可得到QCM谐振频率的变化，从而可推测待测物质性质的变化。频谱分析方法的基本原理为扫描QCM在其谐振频率附近一段频率范围内的频谱(QCM等效阻抗的幅频和相频特性)，通过该频谱可得到QCM的谐振频率、Q值等等许多参数。与振荡电路的方法相比，频谱分析的主要优点有在大阻尼介质中不会停振，测量结果信息量大，形象直观，计算解释容易。此外当QCM在液体中振荡时，QCM的输出信号会受到多种因素的影响，如液体的粘度、密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常浩，王琪民，蒋海峰，张培仁，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：实用新型
国别省市：