[发明专利]一种桥式双核QCM传感器检测系统及其方法

摘要

本发明涉及一种桥式双核QCM传感器检测系统及其方法，该检测系统包括信号驱动模块、QCM输入级模块、信号处理模块、高速模数转换ADC模块、FPGA模块、串口通信模块和上层PC机模块，QCM输入级模块采用桥式电路、双核QCM的结构形式，信号驱动模块由FPGA模块控制DDS信号发生器产生余弦信号来驱动QCM传感器；信号处理模块用于根据相关原理从背景噪声中提取QCM微弱有用信号，经高速模数转换ADC采集转换后发送给FPGA模块；FPGA模块进行实时数据处理并将最终的数据发送到PC机上进行结果分析和显示。本发明采用稳态响应法，通过一次测量就可以获得阻抗、半峰宽和频率变化等信息，测量准确度高。

主权项

一种桥式双核QCM传感器检测系统，其特征在于，由信号驱动模块、QCM输入级模块、信号处理模块、高速模数转换ADC模块、FPGA模块、串口通信模块和上层PC机模块组成；信号驱动模块，包括DDS信号发生器、低通滤波器和运算放大器，用于生成驱动QCM谐振的余弦信号，经过低通滤波器滤除高频干扰并放大到合适的幅值后，输入到QCM输入级模块以驱动QCM传感器；QCM输入级模块，包括双核QCM传感器和缓冲放大器，用于将QCM传感器谐振时产生的电流信号经缓冲放大后转换成电压信号输出；信号处理模块，用于从背景噪声中提取QCM信号，并将QCM输入级模块输出的电压信号转换成QCM串联谐振频率下的串行阻抗和导纳信息；高速模数转换ADC模块，用于将包含QCM传感器谐振时产生的串行阻抗和导纳信息的模拟信号转换成数字量信号；FPGA模块为底层核心控制模块，用于控制DDS信号发生器产生余弦信号、双核QCM传感器的相位检测、ADC转换的信息采集以及与上层PC机的通信；串口通信模块用于FPGA模块和上层PC机之间的通信；上层PC机为上层控制模块，用于DDS信号发生器的扫频控制、实时数据处理和结果显示。