聲表面波煤礦瓦斯傳感器匹配檢測電路設(shè)計與研究.pdf

1、聲表面波傳感器是一種新型的傳感器，相比傳統(tǒng)的傳感器而言，它具有體積小、成本低、靈敏度高、集成化程度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點，所以很廣泛的應(yīng)用于壓力、溫度、加速度、氣體、化學(xué)和生物等領(lǐng)域的測量。聲表面波傳感器利用聲表面波器件為轉(zhuǎn)換元件，將感受到的被測量參數(shù)轉(zhuǎn)換成可用于輸出的信號，聲表面波氣體傳感器通過測量器件在吸附氣體后物理特性的變化，比如頻率，振幅，相位等的變化，來完成測量的目的。基于壓電特性，聲表面波器件傳輸高頻信號，聲表面波傳感器易于

2、實現(xiàn)無線化傳感。聲表面波煤礦瓦斯傳感器是由吸附煤礦瓦斯氣體的敏感薄膜與壓電基底及相應(yīng)匹配電路組成的，匹配電路是整個傳感器測量系統(tǒng)的重要組成部分，對傳感器信號的獲取有著至關(guān)重要的作用。
　　本文主要對聲表面波煤礦瓦斯傳感器匹配檢測電路展開研究，選用聲表面波延遲線型器件構(gòu)成的煤礦瓦斯傳感器，基于雙通道振蕩器法檢測原理，設(shè)計帶通濾波電路，混頻器電路，低通濾波電路，放大整形電路，并對各部分電路進(jìn)行理論及仿真分析，最后制備聲表面波煤礦瓦斯傳

3、感器匹配檢測電路，并對電路進(jìn)行了調(diào)試及測試。
　　聲表面波煤礦瓦斯傳感器匹配檢測電路主要由帶通濾波電路，混頻器電路，低通濾波電路，放大整形電路四部分構(gòu)成，每部分電路的設(shè)計均有理論分析及仿真驗證，理論分析過程利用Agilent的先進(jìn)設(shè)計系統(tǒng)（Advanced Design System，ADS）軟件及NI公司的Multisim12.0軟件進(jìn)行相應(yīng)部分電路的設(shè)計，通過ADS軟件對混頻器電路進(jìn)行諧波平衡仿真，對帶通濾波電路進(jìn)行S參數(shù)仿真

4、，分析這兩部分電路的性能指標(biāo)，通過Multisim12.0軟件對壓控電壓源型與無限增益多路反饋型低通濾波電路進(jìn)行瞬態(tài)仿真分析與AC交流仿真分析，通過對比研究不同類型的濾波器性能，選取最佳性能的濾波器應(yīng)用在匹配檢測電路之中，通過Multisim12.0軟件設(shè)計放大整形電路，并對放大整形電路仿真分析，最后完成印制電路PCB板的工作，這部分工作結(jié)合Altium Designer6軟件進(jìn)行原理圖及PCB版圖的繪制，并做了初步測試。
　　本