FBAR傳感器讀出電路設(shè)計.pdf

1、由于FBAR傳感器具有靈敏度高、工作頻率高和功率損耗低等特點，所以FBAR傳感器具有廣泛的應(yīng)用前景，但 FBAR傳感器的讀出電路少有報道；為了找到適合于FBAR傳感器的讀出電路，本文研究了采用六端口反射計作為 FBAR傳感器的讀出電路。
　　六端口反射計可以測量FBAR反射系數(shù)與頻率曲線，從而得到FBAR諧振頻率偏移以反映外界物理量的變化。以文獻(xiàn)報道的諧振頻率為2.700 GHz，工作頻帶為2.690~2.710 GHz的FBAR

2、加速度計為例，為其設(shè)計了工作頻帶為2.650~2.740 GHz的微帶六端口反射計作為讀出電路，以驗證六端口反射計能夠用于FBAR傳感器讀出電路。
　　為了驗證微帶六端口反射計用于FBAR加速度計的讀出電路具有良好的工藝健壯性，本文對已設(shè)計的2.650~2.740 GHz的微帶六端口反射計，進(jìn)行了工藝誤差分析；分析結(jié)果表明當(dāng)微帶線的金屬導(dǎo)體寬度變化50μm，金屬導(dǎo)體厚度變化5μm，基板厚度變化5μm微帶，微帶六端口反射計的工作頻帶

3、都要遠(yuǎn)大于FBAR加速度計所需工作頻帶；但是當(dāng)基板介電常數(shù)變化0.1，微帶六端口反射計就可能不能用于工作頻帶為2.690~2.710 GHz的FBAR加速度計了。
　　在采用六端口反射計去計算FBAR反射系數(shù)之前，還需對六端口反射計進(jìn)行校準(zhǔn)。為了提高六端口反射計的校準(zhǔn)精度以及減少校準(zhǔn)所需時間，本文針對最佳校準(zhǔn)方法Hoer進(jìn)行了分析；分析發(fā)現(xiàn)Hoer法的校準(zhǔn)公式第一次計算只能得出11個系統(tǒng)參數(shù)的8個，還需進(jìn)行第二步計算才可得出剩下的

4、3個系統(tǒng)參數(shù)；為了減少這一影響，將Hoer法中采用的校準(zhǔn)公式進(jìn)行了改變，使得校準(zhǔn)過程只需一步即可得到11個系統(tǒng)參數(shù)，縮短了校準(zhǔn)所需時間。
　　為了進(jìn)一步驗證六端口反射計能夠用于FBAR傳感器讀出電路，以及使FBAR傳感器的設(shè)計更準(zhǔn)確簡單，在ADS軟件中建立了FBAR傳感器最小系統(tǒng)模型，模型能直接得出FBAR傳感器的諧振頻率。
　　最后，采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對制作的微帶六端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測量，并將微帶六端口網(wǎng)絡(luò)與檢波器等構(gòu)成微帶六端