[发明专利]多频谱声表面波器件频率识别装置

说明书

技术领域

本发明属于远程非接触测量技术领域，具体涉及一种多频谱声表面波器件频率识别装置。

背景技术

远程非接触测量技术广泛的应用于军事、医学、工业控制等领域。声表面波器件具有工作温度宽，抗恶劣环境，无源工作，不需要电源供电的特点，是当前远程非接触测量技术研究热点领域。常用的声表面波器件的频率特征识别装置是：

1、一次只能发射/接受一个频点，识别出声表面波器件在此频点的响应特性；

2、然后步进再收发检测下一个频点；

3、如此往复，扫描整个声表面波器件可能处于的频带。

这种处理方法导致对声表面波器件频率特性识别效率低，需要很长时间才能扫描完整个频带。由于工作环境是时变的，两次无线收发之间无线电传输环境都可能发生变化，影响无线收发特性的检测，使得这种方式容易受外界干扰。

发明内容

本发明的目的是，提供一种提高声表面波器件频率特性识别速度，同时减少干扰，提高精度的多频谱声表面波器件频率识别装置，能够满足很多应用领域的实时性要求，以克服现有技术的不足。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种多频谱声表面波器件频率识别装置，包括发射模块、接收模块和单片机模块；其创新点在于：

     a、还包括FPGA模块，所述FPGA模块内嵌有快速傅里叶正变换器、快速傅里叶逆变换器、寄存器组、控制模块、第一RAM、第二RAM、第三RAM和第四RAM，所述第一RAM和第三RAM分别与快速傅里叶逆变换器相应的端点电连接，第二RAM和第四RAM分别与快速傅里叶正变换器相应的端点电连接，所述控制模块、第二RAM、第三RAM和单片机模块分别与寄存器组电连接；

     b、所述发射模块包括载波信号发生器、放大器、衰减器、正交调制器和数模转换器，所述控制模块的输出端和单片机模块的输出端分别与载波信号发生器相应的输入端电连接，载波信号发生器的输出端、数模转换器的输出端分别与正交调制器相应的输入端电连接，而数模转换器的输入端与第一RAM的输出端电连接，所述混频器的输出端与衰减器的输入端电连接，衰减器的输出端与放大器的输入端电连接，所述衰减器、正交调制器和数模转换器分别与控制模块相应的连接端电连接；

    c、所述接收模块包括前置放大器、解调器和模数转换器，所述模数转换器的输出端与第四RAM的输入端电连接，解调器的输出端与模数转换器的输入端电连接，前置放大器的输出端与解调器的输入端电连接，所述解调器和模数转换器分别与控制模块相应的连接端电连接，解调器与单片机模块电连接，所述放大器通过天线收发开关与前置放大器电连接。

在上述技术方案中，所述单片机模块还连接有RS232通信接口。

在上述技术方案中，所述单片机模块还连接有USB通信接口。

在上述技术方案中，所述单片机模块还连接有RS485通信接口。

在上述技术方案中，所述FPGA模块还连接有JTAG接口。

在上述技术方案中，所述FPGA模块还连接有扩展通信接口。

在上述技术方案中，所述单片机模块还连接有以太网通信接口。

在上述技术方案中，所述单片机模块还连接有CAN总线接口。

本发明所具有的积极效果是：由于采用了上述识别装置后，本发明能快速准确地识别出声表面波器件的频率特征，根据声表面波器件的频率特征会受外界的温度压力影响而变化，只要识别出频率特征就能换算出当前的温度和压力。本发明包括的发射模块为多频谱发射模块，可以同时发射由多个频点组成的多频谱无线射频激励信号，该多频谱无线射频激励信号照射到声表面波器件，当声表面波器件吸收与自己固有振动频率相近的无线射频的能量，转换成自己固有频率的机械振动（超声波）；当外界无线射频信号照射停止后，声表面波器件的机械振动还将持续一段时间，并再次转换为同频率的无线射频信号反射回去，该反射无线射频信号由接收模块接收，经过频谱分析，就能得到当前声表面波器件的频率特征，进而能换算出当前的环境温度和压力。本发明能提高声表面波器件频率特性识别速度，同时减少干扰，提高精度。

附图说明

图1是本发明一种具体实施的结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图3是多频谱发射模块发射的具有多个频点的梳状射频激励信号；

图4是声表面波器件反射的无线信号频谱图。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。