QCM液相檢測精密信號發(fā)生器的研究.pdf

1、石英晶體微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)是一種新型的靈敏度極高的質(zhì)量傳感器，可以在納克量級精確的測量質(zhì)量變化。由于其具有工作溫度范圍廣、穩(wěn)定性好、體積小等諸多優(yōu)點，目前石英晶體微天平已在生物化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、表面化學(xué)等眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。然而現(xiàn)階段QCM主要是通過震蕩電路這一方式實現(xiàn)，因與外界接觸，QCM作為諧振器Q值受限，穩(wěn)定度不高，且在液相環(huán)境下進(jìn)行檢測時，由于衰減很大，通過振蕩電路來檢測頻率，往

2、往因為停振而造成無法測量，所以只能使用網(wǎng)絡(luò)分析儀來進(jìn)行檢測，然而網(wǎng)絡(luò)分析儀不僅貴重，且不方便進(jìn)行現(xiàn)場檢測。因此，一個體積較小、價格低廉、便于攜帶且高精度的QCM信號發(fā)生器的研究就顯得尤為重要。
　　在電子類的儀器中，發(fā)生器可以說是要經(jīng)常使用的，在很多方面都可見其身影，比如學(xué)生教學(xué)和遠(yuǎn)程測量等。直接數(shù)字頻率合成(DDS)是第三代頻率合成技術(shù)，主要技術(shù)是相位的增加通過數(shù)字信號來控制，其包括波形存儲表、累加器和模數(shù)轉(zhuǎn)換，在使用中，一般要

3、接濾波器。與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，不僅具有傳統(tǒng)頻率合成無法媲美的高分辨率，還具有頻率切換快及切換時相位連續(xù)和低噪聲及成本低等優(yōu)點。
　　本文介紹了頻率合成技術(shù)的發(fā)展歷史，對比分析了各種小步進(jìn)頻率合成技術(shù)優(yōu)缺點，根據(jù)指標(biāo)要求和結(jié)合具體背景，設(shè)計了MCU+DDS的系統(tǒng)方案，介紹了AD9854芯片的一些簡單使用，并詳細(xì)的說明了硬件實現(xiàn)和軟件流程，以及軟件實現(xiàn)語言和工具的闡述。
　　本文基于信號發(fā)生器的總體實現(xiàn)方案，分別設(shè)計了 AD