[实用新型]石英晶片抛光研磨在线测频系统

说明书

本实用新型公开了一种石英晶片抛光研磨在线测频系统，包括DDS信号模块、射频功率放大模块、π网络接口电路模块、阻抗匹配模块、信号处理模块、MCU控制系统模块和用于为以上模块提供工作电压的电源模块，所述DDS信号模块根据MCU控制系统模块发出指定的扫频指令产生指定频率范围和扫频速度，输出功率的正弦扫频信号，经过射频功率放大模块把DDS信号模块产生的谐振信号进行功率放大，功率放大后的信号连接到π网络接口电路模块，正弦扫频信号通过π网络作用在晶片上使其产生机械振动，同时晶片的机械振动又产生交变电场，当外加的正选扫频信号频率为某一特定值的时候，振幅明显增大，当产生振幅明显增大的信号时，再去捕获有效信号。

技术领域

本实用新型属于石英晶片检测技术领域，具体涉及一种石英晶片抛光在线测频系统。

背景技术

现有技术中，石英晶片在线测频多通过信号采集放大，再峰值检测，再放大滤波，直流耦合进单片机ADC直流采样。其主要缺陷在于：低频5M以下无法测量，抛光片无法测量。主要原因如下：(1)原有电路受到硬件的限制放大能力有限，去噪声能力有限，不足以分辨解析进入低频和抛光的信号。(2)低频和抛光本来信号就很小，就算原来的系统能够放大足够大，但因为存在的直流分量同时也会被放大，超过了单片机的ADC电压范围无法采样。

同时，现有技术中，美国TRANSAT公司的在线频率监控仪(Auto Lapping Controlsystem-ALC)对研磨过程中的晶片频率进行在线测控，存在“在某些频段发生测频值跳变”的问题，以及ALC在石英晶片抛光片上没法测量，已经无法满足当前的生产环境。

实用新型内容

鉴于以上存在的技术问题，本实用新型用于提供一种石英晶片抛光研磨在线测频系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种石英晶片抛光研磨在线测频系统，包括DDS信号模块、射频功率放大模块、π网络接口电路模块、阻抗匹配模块、信号处理模块、MCU控制系统模块和用于为以上模块提供工作电压的电源模块，

所述DDS信号模块根据MCU控制系统模块发出指定的扫频指令产生指定频率范围和扫频速度，输出功率的正弦扫频信号，经过射频功率放大模块把 DDS信号模块产生的谐振信号进行功率放大，功率放大后的信号连接到π网络接口电路模块，正弦扫频信号通过π网络作用在晶片上使其产生机械振动，同时晶片的机械振动又产生交变电场，当外加的正选扫频信号频率为某一特定值的时候，振幅明显增大，当产生振幅明显增大的信号时，通过阻抗匹配模块，匹配做π网络接口电路模块的输出阻抗和信号处理模块输入的阻抗匹配，进入信号处理模块后，先做4阶的高通滤波器，滤除高频干扰，再把滤波以后的信号进行交流信号的高速放大，放大以后再滤波以后再去峰峰值检测得到比较微弱，还存在干扰的谐振信号，微弱的谐振信号先做交流耦合去除信号中的直流分量，对不含直流分量的信号再做信号的放大，放大以后再将信号中的高频干扰去除，用加法电路把放大以后的谐振信号做直流抬升，输出的信号再做一次电压跟随器，信号处理模块输出和MCU控制系统模块输入的阻抗匹配，MCU 控制系统模块用于捕获谐振信号计算晶片的频率。

优选地，所述信号处理模块进一步依次包括4阶有源高通电路、3级运放高速放大电路、2阶无源滤波电路、峰峰值比较电路、2阶高通交流耦合电路、二阶信号放大电路、4阶有源低通电路和加法电压跟随电路。

优选地，所述4阶有源高通电路进一步包括：从探头输入的信号接到IN1 SMA接头，第八电阻R8并联到地做50欧姆阻抗匹配，通过第三电容C3和第四电容C4接到第二运放U2的3脚，3脚对地接第十电阻，第二运放2脚和6 脚短接，2脚再接第二电阻反馈到第三电容和第四电容之间，信号通过第二运放以后到第一运放，通过第一电容和第二电容接到第一运放的3脚，3脚对地接第七电阻，第一运放2脚和6脚短接，2脚再接第一电阻反馈到第一电容和第二电容之间。