SAW傳感器后端信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
2 電路設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)SAW傳感器信號(hào)處理電路的最終目標(biāo)是制造一塊集高頻振蕩、混頻、濾波和頻率計(jì)數(shù)為一體的專用集成電路，顯然該電路是一個(gè)混合信號(hào)的處理芯片。為了較容易地完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，按功能將圖1電路分為振蕩、混頻、濾波、波形變換和頻率檢測(cè)五個(gè)部分。在具體電路設(shè)計(jì)中，采用諧振頻率為433．92 MHz的SAW器件。首先利用正反饋原理，并采用電容反饋式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)SAW振蕩器，將外界環(huán)境變化轉(zhuǎn)換為正弦頻率信號(hào)后，再選用Motorola公司的 MC1496混頻器將正弦信號(hào)混頻并濾波，得到的信號(hào)經(jīng)過(guò)波形變換后，成為一個(gè)頻率范圍在2 MHz左右的方波信號(hào)。于是，接下來(lái)的重點(diǎn)將是設(shè)計(jì)一個(gè)可以精確測(cè)量方波信號(hào)的頻率檢測(cè)電路。
2．1 頻率檢測(cè)原理及誤差分析
為了能夠精確地檢測(cè)出輸出信號(hào)的頻率，采用基于FPGA的數(shù)字式頻率計(jì)的方法。常用的數(shù)字式頻率檢測(cè)方法有直接測(cè)頻法、周期測(cè)頻法、多周期測(cè)頻法等。通過(guò)對(duì)這幾種方法的研究和比較，選用直接測(cè)頻法對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
直接測(cè)頻法就是在一定的時(shí)間間隔T內(nèi)，也就是所謂的閘門時(shí)間內(nèi)測(cè)得輸入周期信號(hào)重復(fù)變換的次數(shù)N，于是根據(jù)頻率與周期的關(guān)系，被測(cè)信號(hào)的頻率可以表示為：
直接測(cè)頻法會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，該誤差可以表示如下：
|
通過(guò)對(duì)上述原理的分析，給出頻率計(jì)的整體設(shè)計(jì)方案如圖3所示。該頻率檢測(cè)電路劃分為6個(gè)子模塊電路。通過(guò)各個(gè)分塊設(shè)計(jì)，可以利用FPGA的優(yōu)勢(shì)與可編程性，自頂向下，分塊地實(shí)現(xiàn)各模塊的功能。
關(guān)鍵詞：
SAW
傳感器
信號(hào)處理電路
相關(guān)推薦技術(shù)專區(qū)
|
評(píng)論