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谐振式微悬臂梁生物传感器具有超高灵敏度和质量检测分辨率,能够实现单细胞量级的微量检测,此外它还可以摆脱传统生物检测方式所需的庞大设备,实现便携式应用,因此引起了广泛的关注和研究。本文主要探讨了适合谐振式传感器使用的接口电路,并利用接口电路实现闭环测试,以满足生化传感器所需的高分辨率的检测要求。研究发现,谐振式微悬臂梁生物传感器的质量检测分辨率与悬臂梁的有效质量、谐振频率和闭环电路的相位噪声有关,有效质量越小、谐振频率越高、相位噪声越小,传感器的质量分辨率也就越高。有效质量和谐振频率只有通过改变悬臂梁的结构、尺度和工艺来改进,而相位噪声由接口电路来决定。本文的工作就是通过优化接口电路的设计来最大程度地提高谐振式悬臂梁生物传感器的质量检测分辨率。闭环接口电路以锁相环(Phase-Locked Loop简称PLL)为核心,通过调节运算放大器、滤波器和移相器等电路模块来满足系统闭环自激的条件。此外,文章还详细分析了谐振式悬臂梁和电路在闭环系统中的工作特性,并探讨了解决谐振式传感器在使用中常见的稳定性差、噪声干扰强等问题的方法。为了实现便携式应用还有必要为谐振式传感器设计专用的频率计数器,本文采用了等精度测频的方案,频率精度达到0.1Hz,满足了生物传感器对频率精度的要求。频率计数器以单片机89C51作主控芯片,8位LCD显示频率,并用汇编语言实现软件设计。今后,还可以通过单片机接口技术增加数据处理等电路,为传感器功能扩展提供了平台。最后,为更加科学的统计频率稳定度并减小频率漂移给测量带来的影响,引入了哈达玛方差(Hadamard Variance)来表征频率稳定度,使谐振式悬臂梁生物传感器的质量检测分辨率达到69fg。