随着无线通信、人工智能和物联网等前沿领域对核心传感元件高高精度、集成化和高频化的迫切需求,声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器因其灵敏度高、易于集成化和无线化等优点成为传感器领域的研究热点。本论文拟通过对稳定性强、集成度高的SAW传感系统研究,使得SAW传感器有望在智能技术和智慧化建设等领域得到广泛应用。目前SAW传感系统主要由两部分组成:SAW传感器和匹配电路系统,两者相辅相成,缺一不可。本文面向延迟线型SAW传感器系统进行研究,主要研究内容分为两部分:延迟线型SAW传感器宏观系统设计、制备与测试;基于FPGA的延迟线型SAW传感器半集成化系统设计。延迟线型SAW传感器宏观系统研究方面:通过对SAW传感器传感机理、系统稳定性和抗干扰能力进行合理分析,围绕中心频率为300MHz的延迟线型SAW传感器,对宏观系统进行设计。系统主要分为下位机和上位机两部分。1)系统下位机硬件中,前端传感模块由双通道SAW传感器振荡电路构成,通过采用二级闭环放大结构设计高频振荡电路,并在环路输出端引入第三级放大器,从而实现高频正弦信号的稳定输出;基于AD831芯片设计混频电路,对双通道高频信号进行下变频处理得到低频信号,可有效降低系统硬件消耗;引入低频信号调理模块,提高了频率检测的可靠性;根据应用需求,设计多功能拓展模块提供声光报警、上位机通信等通用功能;设计具有多电压输出能力的电源管理模块,满足各模块供电需求,保证了系统的稳定工作。系统下位机软件主要实现了对声光报警模块的驱动、显示模块信息的处理及上位机串口通信协议的匹配。2)系统上位机方面,基于LabVIEW开发平台设计具有普适性的上位机应用程序,实现了多节点传感信息监测、用户登录管理、串口通信和历史数据查看等基础功能。其中,在多节点传感信息监测设计中加入防误判预警算法,有效减少传感系统监测时的误判。最终,通过对下位机硬件PCB设计、焊接与调试,实现了延迟线型SAW传感器宏观系统,并进行了相关性能测试与分析。基于FPGA的延迟线型SAW传感器半集成化系统方面:根据系统定位及功能需求,确定设计思路,并对部分所需算法、硬件电路与时序控制进行设计与仿真验证。1)在算法设计方面,基于FPGA的反馈扫频式DDS设计,为SAW传感器提供可靠激励信号,解决了传统DDS定点/扫频不灵活和逻辑资源利用率低等问题,并对反馈扫频式DDS设计所涉及的反馈定位算法、闭环反馈流水线算法以及ROM压缩算法进行仿真,验证了算法设计的可行性;2)硬件电路设计及时序控制方面,选用AD9767芯片实现数模转换;以CG2185X2芯片为核心元件设计射频开关转换电路,并为射频开关转换电路设计相关时序控制,进行了逻辑功能验证;此外,选用MAX2614芯片设计低噪声放大电路,实现低噪声下射频信号的高增益。该半集成化系统为实验室提供快速测试SAW器件的技术,进而为搭建集成化无线传感平台奠定基础。本文针对延迟线型SAW传感器宏观系统研究,设计并实现了宏观传感系统,相关性能测试与分析表明,系统工作状态稳定、电路设计合理。在此基础上提出基于FPGA的延迟线型SAW传感器半集成化传感系统设计方案,并对系统所需的部分算法、硬件电路及时序控制进行功能仿真验证,该方案既是宏观系统设计的延伸,也是实现传感系统集成化的必要环节。本研究对延迟线型SAW传感系统的微型化、集成化及实际应用具有重要意义。