qcm液相检测精密信号发生器的研究

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1、．繁－ｆ訪抗挪ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕壬学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ爆论文题目ＱＣＭ液相检测精密信号发生器的硏寃学科专业检测技术与自动化装置学号２０１２２１０７０４０２作者姓名陈帅指导教师黃显核教授独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加［＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含

2、为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：條Ｉ中日期；年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：麟导师签名：节

3、坤日期；年月日分类号密级注1UDC学位论文QCM液相检测精密信号发生器的研究（题名和副题名）陈帅（作者姓名）指导教师黄显核教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业检测技术与自动化装置提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月27日答辩委员会主席谢永乐评阅人钱光第、李建黎注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONQCMLIQUIDDETECTIONFORPRECISIONSIGNALGENERATORAMasterThesisSubmitte

4、dtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:DetectionTechnologyandAutomaticEngineeringAuthor:ShuaiChenAdvisor:ProfessorXianheHuangSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要石英晶体微天平(QuartzCrystalMicrobalance,QCM)是一种新型的灵敏度极高的质量传感器，可以在纳克量级精确的测量质量变化。由于其具有工作温度范围广、稳定性好、体积小等

5、诸多优点，目前石英晶体微天平已在生物化学、环境监测、表面化学等众多领域得到应用。然而现阶段QCM主要是通过震荡电路这一方式实现，因与外界接触，QCM作为谐振器Q值受限，稳定度不高，且在液相环境下进行检测时，由于衰减很大，通过振荡电路来检测频率，往往因为停振而造成无法测量，所以只能使用网络分析仪来进行检测，然而网络分析仪不仅贵重，且不方便进行现场检测。因此，一个体积较小、价格低廉、便于携带且高精度的QCM信号发生器的研究就显得尤为重要。在电子类的仪器中，发生器可以说是要经常使用的，在很多方面都可见其身影，比如学生教学和远程测量等。直接数字频率合成(DDS

6、)是第三代频率合成技术，主要技术是相位的增加通过数字信号来控制，其包括波形存储表、累加器和模数转换，在使用中，一般要接滤波器。与传统的频率合成器相比，不仅具有传统频率合成无法媲美的高分辨率，还具有频率切换快及切换时相位连续和低噪声及成本低等优点。本文介绍了频率合成技术的发展历史，对比分析了各种小步进频率合成技术优缺点，根据指标要求和结合具体背景，设计了MCU+DDS的系统方案，介绍了AD9854芯片的一些简单使用，并详细的说明了硬件实现和软件流程，以及软件实现语言和工具的阐述。本文基于信号发生器的总体实现方案，分别设计了AD9854信号发生模块、单片机

7、模块、电源模块、滤波器模块以及ISP接口下载模块、JTAG在线仿真模块和串口通信模块。系统软件部分分别设计了上位机控制模块及频率控制模块，包括用户交互界面、AD9854的传输转换、AD9854的频率控制字设计和按键扫描模块。最后对系统进行调试及测试，并分析测试结果及误差。关键字：石英晶体微天平，频率合成，DDS，AD9854IABSTRACTABSTRACTQuartzCrystalMicrobalanceisanewtypeofmasssensorwithhighsensitivity;itcanbeusedtomeasuretinymasschan

8、geattheprecisionofnanogram.Becauseofitswideoper