论文部分内容阅读
声表面波(Surface Acoustic Wave缩写SAW)传感是近年来发展起来的一种新型的检测技术。由于SAW器件的一些特殊性能,使得该类传感器具有一些普通传感器不可替代的特殊优势。尽管SAW传感器的历史并不长,但它具有高精度、高灵敏度、易数字化、易大规模生产、低功耗和适用环境广等诸多优点,尤其是符合信号系统数字化和微机控制化的发展方向,且其制作技术与工艺流程与当今成熟的集成电路类似,因而,声表面波传感器具有十分巨大的发展空间和广泛的应用前景。
由于SAW传感技术利用电磁波作能量访问传感器和获得测量信息,敏感器件本身不包含电子元器件,实现严格意义上的无源无线传感,因此可方便地应用于转子的扭矩和应力测量或易燃易爆等恶劣环境的状态检测以及一些普通传感器无法应用的特殊场合。
本文构建了一种新型的基于声表面波传感器的无线传输平台,考虑到SAW传感器采用测量延时差的方法具有低信噪比,低精度等缺点,选用相位测量法改善系统性能。针对模拟电路固有的缺陷,考虑到模拟解调电路会产生较大的幅相不一致等误差的因素,本文借鉴了新兴的软件无线电的概念,将中频直接采样和数字化相位正交检波技术应用到系统的设计中。文中详细讨论了信号带通采样定理和正交检波的算法,并进行了仿真实验。在实验的基础上,深入分析了误差产生的原因以及幅相失配引起的误差,采用一种更为直接简便而准确的方法——镜频抑制比,来衡量I、Q两路的正交性。实验结果表明:采用数字正交检波算法,使相位误差降低了一个数量级,大大提高了测量的精度。相对镜频抑制比也由模拟系统的-20dB~-30dB降为数字系统的-40dB。
利用DSP技术实现数字正交检波算法的过程中,本系统采用TI公司的高速率的TMS320C6201芯片进行信号处理,并利用TI的集成开发环境CCS(Code Composer Studio)工具进行软件的开发。根据代码开发的流程,讨论了链接过程中的链接命令文件。对程序进行性能测试和优化编译,从而更好地满足程序执行速度的实时性要求。