[發明專利]用于氣體傳感器的SAW諧振型振蕩器系統

有效

• 申請號: 201210563990.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103066945A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 王文;何世堂;謝曉;劉明華;李順洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H03H9/25
• 分類號: H03H9/25;H03H9/02
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種用于氣體傳感器的SAW諧振型振蕩器系統，其特征在于：所述的SAW諧振型振蕩器系統包括SAW振蕩器和混頻電路；所述的SAW振蕩器為兩組，且該兩組兩端對SAW諧振器（1）制作在同一壓電基片（12）上；所述的混頻電路包括混頻器（5）、低頻放大器（6）和低通濾波器（4）；

所述的SAW振蕩器包括：SAW諧振器（1）、運算放大器（3）、匹配網絡（19）和移相網絡（2）；

所述的SAW諧振器（1）的輸出端（N2）通過匹配網絡（19）直接接到運算放大器（3）的輸入端；所述的運算放大器（3）的輸出端接到移相網絡（2），所述的移相網絡（2），用于對運算放大器（3）的輸出信號進行起振點相位調節，以使起振點對應于SAW諧振器（1）的最小損耗處；所述的移相網絡（2）的輸出端通過匹配網絡（19）接入SAW諧振器（1）的輸入端（N1），從而使運算放大器（3）的輸出信號反饋回SAW諧振器（1）；

所述的兩組SAW振蕩器的輸出端接入混頻器（5），該混頻器（5）的輸出經過一個低通濾波器（4）過濾高頻信號的干擾后，再通過低頻放大器（6）放大后輸出兩組振蕩器的差頻信號。

2.根據權利要求1所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：

所述的匹配網絡（19）包括分別串聯設置在SAW諧振器（1）的輸出端（N2）和輸入端（N1）上的串聯電感（13），該串聯電感（13）的另一端設有并聯電感（14）接地。

3.根據權利要求1或2所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的移相網絡（2）包括：在移相網絡的輸入端K2和輸出端K1之間的電路上串聯一電容（15）和一可調電感（18），所述的可調電感（18）的兩端分別通過并聯電容（16、17）接地。

4.根據權利要求1所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的運算放大器噪聲系數NF約為3.50，最大增益G約為20。

5.根據權利要求1所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的SAW諧振器（1）包括左右分布的第一叉指換能器（8）與第二叉指換能器（10），該兩個叉指換能器之間還設有一金屬膜（9）作為氣體傳感器敏感膜的載體；所述的第一叉指換能器（8）與第二叉指換能器（10）的外側分別設有與之相鄰的第一短路柵反射器（7）和第二短路柵反射器（11）。

6.根據權利要求1或5所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的SAW諧振器（1）中的第一叉指換能器（8）、第二叉指換能器（10）、第一反射器（7）、第二反射器（11）以及金屬膜（9）均采用厚鋁薄金的雙層電極結構，其中，鋁的厚度為1%～1.3%λ，金的厚度為0.15%～0.25%λ，λ為聲波波長。

7.根據權利要求6所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的金屬膜（9）面積為2～4mm²。

8.根據權利要求6所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的第一短路柵反射器（7）和第一叉指換能器（8）之間的邊緣間距為0.75λ；所述的第二短路柵反射器（11）和第二叉指換能器（10）之間的邊緣間距為0.5λ；所述的第一叉指換能器（8）、第二叉指換能器（10）與金屬膜（9）之間的邊緣間距均為3λ～10λ。

9.根據權利要求6所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的金屬膜（9）的寬度為N×λ+0.3λ，N為大于10的整數。

10.根據權利要求6或8所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的第一叉指換能器（8）和第二叉指換能器（10）均采用由1/4λ電極寬度的雙向換能器結構。

11.根據權利要求1所述的用于氣體傳感器的SAW振蕩器系統，其特征在于：所述的壓電基片（12）為旋轉42.75°Y切割，X方向傳播石英。