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适用于复阻抗测量的宽带混合模拟／数字集成电路

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微电子学 1994年第2期 71-72页

适用于复阻抗测量的宽带混合模拟／数字集成电路＝Ａｈｒｏａｄ－ｂａｎｄｗｉｄｔｈｍｉｘｅｄａｎａｌｏｇ／ｄｉｇ－ｉｔａｌｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｌｅｘｉｍｐｅｄａｎｃｅ... 详细信息

适用于复阻抗测量的宽带混合模拟／数字集成电路＝Ａｈｒｏａｄ－ｂａｎｄｗｉｄｔｈｍｉｘｅｄａｎａｌｏｇ／ｄｉｇ－ｉｔａｌｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｌｅｘｉｍｐｅｄａｎｃｅｓ［刊，英］／Ｈｉｔｈｏｒｓｔ．Ｍ...

关键词：数字集成电路复阻抗测量混合模拟计算机模拟宽带

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高分子电阻型湿敏元件复阻抗的测量

吉林大学学报（信息科学版） 2013年第2期31卷 137-142页

作者：李桂芬顾万里王大美李宝华吉林大学电子科学与工程学院长春130012

为进一步改善湿敏元件的湿度敏感特性,在了解湿敏元件导电机理的基础上,采用复阻抗分析法研究湿敏元件的湿度敏感特性。根据矢量法测量原理设计出有效的阻抗测量电路,可在不同湿度、不同频率信号下对湿敏元件复阻抗进行测量。测量系统... 详细信息

为进一步改善湿敏元件的湿度敏感特性,在了解湿敏元件导电机理的基础上,采用复阻抗分析法研究湿敏元件的湿度敏感特性。根据矢量法测量原理设计出有效的阻抗测量电路,可在不同湿度、不同频率信号下对湿敏元件复阻抗进行测量。测量系统主要由程控信号源和相敏检波电路两大部分组成,分别采用DDS(DirectDigital Synthesizer)技术和模拟乘法器实现,结构简单,易于实现。实验结果证明了整个系统设计的可行性。

关键词：湿敏元件矢量法原理相敏检波复阻抗测量

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基于DSP Builder的EIT正交序列解调方法与电路设计

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国际生物医学工程杂志 2009年第5期32卷 276-279页

作者：吴右沙洪任超世中国医学科学院北京协和医学院生物医学T程研究所天津300192

目的设计一种用于电阻抗断层成像技术(EIT)测量的正交序列解调电路用以检测被测信号的模量和相位.方法利用DSP Builder,在matlab/simulink中搭建模型文件(.mdl),并利用仿真激励验证方法与设计的正确性和合理性;再用Signal Compiler模... 详细信息

目的设计一种用于电阻抗断层成像技术(EIT)测量的正交序列解调电路用以检测被测信号的模量和相位.方法利用DSP Builder,在matlab/simulink中搭建模型文件(.mdl),并利用仿真激励验证方法与设计的正确性和合理性;再用Signal Compiler模块读取建模文件,生成VHDL文件和工具命令语言脚本,在Quartus Ⅱ中进行综合、适配、仿真和硬件实现.结果仿真和测试结果均表明,所设计的正交序列解调电路能够有效提取被测信号的实部信息和虚部信息,在实验误差允许的范围内能很好满足EIT测量的要求.结论基于DSP Builder的正交序列解调方法与电路设计能够给出EIT实部和虚部信息,为全信息复阻抗测量提供有力的技术支持.

关键词： DSP Builder EIT 正交序列解调方法电路设计 used in circuit design information in matlab/simulink hardware implementation 电阻抗断层成像技术虚部信息解调电路 results 文件工具命令语言仿真复阻抗测量 model synthesis

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阻抗式血型分析仪的研制

阻抗式血型分析仪的研制

作者：宋志伟重庆大学

学位级别：硕士

血型鉴定在医学临床上具有重大意义。其鉴定的速度、准确性是评价一个鉴定方法的重要指标。目前，有血凝试验法、卡式法、凝胶微柱法(MGT)、流式细胞技术、酶联免疫吸附试验(ELISA)等多种鉴定方法。但是，随着工业化进程的加快，社会期... 详细信息

血型鉴定在医学临床上具有重大意义。其鉴定的速度、准确性是评价一个鉴定方法的重要指标。目前，有血凝试验法、卡式法、凝胶微柱法(MGT)、流式细胞技术、酶联免疫吸附试验(ELISA)等多种鉴定方法。但是，随着工业化进程的加快，社会期盼快速、准确的检测方法，创新和新技术的应用为血型鉴定提供了更加快捷准确的新方法。不同血型的血液在加入了特定抗体之后随着凝集沉降过程就会引起相应电特性的改变。利用生物电阻抗技术可以根据血液的电特性变化实时的提取相关信息，完成血型鉴定。本研究以血液阻抗特性为研究对象，以生物医学中的生物阻抗理论为基础，利用虚拟仪器技术、两电极测量法、频谱分析方法和PNN神经网络技术构建血液复阻抗测量系统来研究不同血型血液的复阻抗特性变化规律，建立基于复阻抗特性的血液血型评价指标，以实现快速准确检测，具体工作如下：①研究前人在生物阻抗技术、血液血型分析技术等方面的成果，完成了整个系统的整体设计，提出了一种阻抗谱分析方法。首先采用多频率技术测量血液阻抗谱(幅值、相位)，再选择概率神经网络模型分析处理得出样本凝集强度级别，以达到血液血型鉴定的目的。②根据基于血液电阻抗特性的血型检测指标，建立了基于LabVIEW的阻抗式血型阻抗检测系统。完成了以AD9850为主芯片的信号发生电路的设计、以OPA637为主芯片的恒流转化电路的设计、以有机玻璃为材料的测量槽的设计、以OP37为主芯片的差动放大电路的设计。③完成了血液阻抗测量系统通信及各模块软件设计，包括下位机控制程序的设计、串口通信程序的设计、数据采集程序设计、数据处理和保存程序设计以及数据采集模式程序设计。④对所构建的生物电阻抗测量系统关键部位进行了确定和检验性试验。AD9850的激励信号源在系统所需的40～5kHz范围内激励信号源满足性能要求，系统恒流源的输出电流与输入电压直线正相关且比值的CV值为2.02%，对系统电极参数进行了确定性实验，最终确定采用213型铂电极，电极间距为3cm，对整个系统的幅值、相位测量值进行了校正，对整个系统的性能进行了检验，幅值相对误差平均值为2.74%，相位绝对误差平均值为0.55°。最后完成了血液凝集强度鉴定实验，只有一个误判，初步验证了本系统在血液血型鉴定中应用的可行性。

关键词：生物电阻抗复阻抗测量 LabVIEW PNN神经网络

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高分子电阻型湿敏元件复阻抗测试仪的研究

高分子电阻型湿敏元件复阻抗测试仪的研究

作者：李桂芬吉林大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进步，湿度的测量已经拓展到了各个领域，无论是人类的生存还是社会的发展，均与湿度密切相关。然而，湿度的测量离不开湿敏元件，因此为了满足湿度传感器在不同应用领域的要求，需要对湿敏元件的材料特性和导电机理进行... 详细信息

随着科学技术的进步，湿度的测量已经拓展到了各个领域，无论是人类的生存还是社会的发展，均与湿度密切相关。然而，湿度的测量离不开湿敏元件，因此为了满足湿度传感器在不同应用领域的要求，需要对湿敏元件的材料特性和导电机理进行研究。本文正是通过测量湿敏元件的复阻抗，将非电的物理量转换成电学量，从而为湿敏元件导电机理的研究打下基础。在高分子电阻型湿敏元件研究课题的基础上，为研究湿敏元件的湿度敏感特性和导电机理，需要对湿敏元件在不同湿度下的复阻抗情况进行测量。本文根据矢量法的测量原理设计出了一套有效的阻抗测量电路，可以实现湿敏元件在不同湿度下复阻抗的测量，而且还可以实现在任意频率信号下复阻抗的测量。通过该测试系统不仅可以得到湿度和阻抗之间的对应关系，还可以实现阻抗和频率之间对应关系的测量和研究。由于高分子电阻型湿敏元件所呈现出的阻抗不是单一阻性，而是阻性、感性和容性的混合。因此，不能用普通的分压电路对它的阻抗特性进行测量，普通的分压电路也无法求出矢量电压或矢量电流在各个坐标轴上的分量。针对这种情况，本文采用矢量法的测量原理，即通过测量湿敏元件两端的矢量电压和流过湿敏元件的矢量电流计算出阻抗矢量。根据这一原理的需要，整个测量系统以LPC2136单片机为核心，硬件部分主要由信号源和相敏检波电路两大部分组成，然后外扩一些必要的电路，如Flash存储电路、信号调理电路、低通滤波电路、按键及液晶显示电路等。其中通过按键可以实现控制系统菜单的跳转和参数的输入，SP3232芯片的使用实现了LPC2136单片机与PC机的串口通信。在完成湿敏元件复阻抗测量以后，可以把存储在Flash中的测量结果以一定的数据包格式通过串口发送到PC机上，然后通过串口调试助手保存成Excel、Txt或Word等格式的文档，供后续查看和处理。最后再通过Matlab软件实现复阻抗特性曲线的绘制，同时将测量结果直接由液晶显示出来。最后，对系统进行整体调试，从实验得到的结果可以看出，在系统的稳定性、测量精度等各方面均能达到系统最初的设计目标。

关键词：湿敏元件复阻抗测量信号发生器直接数字频率合成器相敏检波

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数字化生物电阻抗测量平台研究

数字化生物电阻抗测量平台研究

作者：郝会玲北京协和医学院

学位级别：硕士

人体组织器官具有独特的电特性(阻抗、导纳、介电常数等),在新陈代谢过程中出现生理和病理状态改变就会引起相应电特性的改变。生物电阻抗技术(Electrical Bioimpedance Technology)是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取相关信息... 详细信息

人体组织器官具有独特的电特性(阻抗、导纳、介电常数等),在新陈代谢过程中出现生理和病理状态改变就会引起相应电特性的改变。生物电阻抗技术(Electrical Bioimpedance Technology)是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取相关信息的无损伤检测技术。其最大优势在于提取与人体生理病理状态相联系的功能性或前瞻性信息,具有无创、廉价、安全、无毒无害和信息丰富的特点,广泛应用于心、脑、肺血管及循环系统功能检测,肿瘤的早期发现和诊断,胃动力学检测,人体组成成份测定,电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography, EIT)等。本研究在总结生物电阻抗技术的研究进展和测量理论发展的基础上,针对多频、复阻抗生物电阻抗测量的要求,研究以FPGA芯片为核心通用型数字化生物电阻抗测量实验平台,具体工作如下：1、分析生物电阻抗技术的发展动态,提出数字化多频、复阻抗测量系统这一研究目标,基于FPGA的数字系统开发与设计方法,设计实验平台的结构框图,并规划各模块的功能。2、基于FPGA和DDS技术设计了输出频率为6.1KHz～1562.5KHz的数字信号发生器,采用改进的Howland电路由THS4021芯片构建恒流激励源,其输出阻抗有较好的频率稳定性,在6.1KHz～97.7KHz的范围内输出阻抗维持在200KΩ附近,当频率为390.6KHz时输出阻抗可保持在170KΩ。3、采用基于FPAG的数字技术,依据生物阻抗信号的正交解调方法,构建了高质量正交解调和串口通信等模块。能同时获取被测阻抗信号的实部和虚部信息,完成数据采集和传送等功能,用于复阻抗全信息测量。4、进行了电阻、电容和三元件模型的测试实验和误差分析,验证了本研究平台的有效性和准确性;基于16电极盐水槽实验系统,采用相邻激励-相邻测量模式进行了EIT盐水槽成像实验,初步验证了本研究平台用于EIT测量的可行性。最后对研究工作进行了总结,并对今后进一步完善研究平台提出了建议。

关键词：生物电阻抗复阻抗测量 FPGA 激励源数字解调