fbar传感器读出电路设计

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1、西南科技大学研究生毕业论文FBAR传感器读出电路设计年级2013姓名黄振华申请学位级别硕士专业电路与系统指导老师高杨ClassifiedIndex:TN713U.D.C:621.38SouthwestUniversityOfScienceandTechnologyMasterDegreeThesisDesignofFBARsensorread-outcircuitGrade:2013Candidate:HuangZhenhuaAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:CircuitsandSystemsSup

2、ervisor:GaoYangApril.15.2016独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下（或我个人）进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，，除了文中特别加标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何责献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名；日期：＾导么、３关于论文使用和授权的说明、：本人完全了解西南科技大学有关保留使用学位论文的规定，即学校有权，允许该论文被查阅和

3、借网保留学位论文的复印件；学校可Ｗ公布该论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）：：日期签名导师签名確’毛巧以西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要由于FBAR传感器具有灵敏度高、工作频率高和功率损耗低等特点，所以FBAR传感器具有广泛的应用前景，但FBAR传感器的读出电路少有报道；为了找到适合于FBAR传感器的读出电路，本文研究了采用六端口反射计作为FBAR传感器的读出电路。六端口反射计可以测量FBAR反射系数与频率曲线，从而得到FBAR谐振频率偏移以反映外界物理量的

4、变化。以文献报道的谐振频率为2.700GHz，工作频带为2.690~2.710GHz的FBAR加速度计为例，为其设计了工作频带为2.650~2.740GHz的微带六端口反射计作为读出电路，以验证六端口反射计能够用于FBAR传感器读出电路。为了验证微带六端口反射计用于FBAR加速度计的读出电路具有良好的工艺健壮性，本文对已设计的2.650~2.740GHz的微带六端口反射计，进行了工艺误差分析；分析结果表明当微带线的金属导体宽度变化50μm，金属导体厚度变化5μm，基板厚度变化5μm微带，微带六端口反射计的工作频带都要远大于FBAR加速度计所需工作频带

5、；但是当基板介电常数变化0.1，微带六端口反射计就可能不能用于工作频带为2.690~2.710GHz的FBAR加速度计了。在采用六端口反射计去计算FBAR反射系数之前，还需对六端口反射计进行校准。为了提高六端口反射计的校准精度以及减少校准所需时间，本文针对最佳校准方法Hoer进行了分析；分析发现Hoer法的校准公式第一次计算只能得出11个系统参数的8个，还需进行第二步计算才可得出剩下的3个系统参数；为了减少这一影响，将Hoer法中采用的校准公式进行了改变，使得校准过程只需一步即可得到11个系统参数，缩短了校准所需时间。为了进一步验证六端口反射计能够用

6、于FBAR传感器读出电路，以及使FBAR传感器的设计更准确简单，在ADS软件中建立了FBAR传感器最小系统模型，模型能直接得出FBAR传感器的谐振频率。最后，采用矢量网络分析仪对制作的微带六端口网络进行测量，并将微带六端口网络与检波器等构成微带六端口反射计。采用微带六端口反射计测量了匹配负载的反射系数，并将所得数据与矢量网络分析仪测得数据进行对比，偏差很小，由此推出微带六端口反射计可以用于FBAR传感器读出电路。关键词：FBAR传感器读出电路六端口反射计FBAR传感器最小系统西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractTheFBARsens

7、orshaveawiderangeofapplicationsforitshighsensitivity,highoperatingfrequencyandlowpowerloss,butFBARsensorread-outcircuitwasrarelyreported;InordertofindsuitableFBARsensorread-outcircuit,thesix-portreflectometerisusedasFBARsensorread-outcircuitsinthispaper.Thereflectioncoefficient

8、vsfrequencycurveoftheFBARcanbemeasuredbysix-portreflec