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生物电阻抗丈量体系中弱信号检测技术研究– 硬件调试与定论剖析

随着科学和医疗技术的发展,生物电阻抗成像技术(Electrical ImpedanceTomography, EIT)已成为当今生物医学工程重大研究课题之一。根据生物组织与器官的电特性(电阻率、电容率

4.5试验与定论

4.5.1试验测验办法

本试验选用的测验源为Tektronix AFG3012信号源,Tektronix DPO4104四通道示波器,SS2323可盯梢直流安稳电源。

4.5.2试验测验过程

测验试验在电路板投板的底板回来后进行。其测验过程如下:

1.焊接完后肉眼对照正常板卡,查看焊接有无短路、虚焊,器材值是否正确,此刻保证板上一切跳线没有跳上。

2.首要查看电源,检测电路板正面要害测验点。测验电源时,先不加电测验各电的电阻值,各个点电阻值完全正确之后通电。

3.跳上电源跳线,通电。保证电源正常后,加12V直流电源。

4.测验时,以Tektronix AFG3012信号源来发生体系所需的弱信号,该信号源接入功用板,然后测验输出信号,并使用示波器Tektronix DPO4104的FFT功用对信号进行剖析[37][38]。别离测验频率为1MHz的弱小信号和10MHz的弱小信号在经过调度功用板后的信噪比、增益以及调度电路关于共模噪声的按捺才能。

试验测验PCB如图4.15所示:

4.5.3测验成果及剖析

4.5.3.1体系对弱信号谐波的按捺才能

设定输入信号频率为1MHz,信号起伏为±10mV,使用示波器Tektronix DPO4104的FFT功用对信号进行剖析,显现成果如图4.16所示。

由示波器所示图知:当输入信号频率为1MHz时该信号检测预处理功用板能做到检测峰-峰值为19.57mV的弱小信号,而且输出信号的基波和二次谐波功率比可以到达50.8dB.具有较强的谐波按捺才能。

当设定输入信号频率为10MHz,信号起伏为±10mV时,使用示波器Tektronix DPO4104的FFT功用对信号进行剖析,显现成果如图4.17所示。

由示波器所示图知:当输入信号频率为10MHz时,该信号检测预处理功用板能做到检测峰-峰值为19.57mV的弱小信号,输出信号的基波和二次谐波功率比可以到达50.8dB.也具有较强的谐波按捺才能。

4.5.3.2体系对共模噪声的按捺才能

别离对PGA870的单端输出信号和差分输出信号进行测验,测验成果别离如图4.18和图4.19所示。由两图的比照可知,体系在10MHz,240mV时的差分输出比单端输出的无杂散动态规模提高了8dB,对体系的共模噪声有较好的按捺才能。

4.5.3.3体系对弱信号检测预处理的增益

别离对体系的输入信号和经前端模仿电路调度后输出信号进行测验,此刻设定PGA870的增益为12dB.输入信号如图4.20所示,测验成果别离如图4.21和图4.22所示。

由图4.21可知,衰减电路对信号衰减为38.6mV/76.8mV=0.502,原规划衰减值为0.5,差错为0.002.由图4.22可知,信号经过PGA870的增益为:

原设定值为12dB,实测数据与设定值存在0.04dB的差错,经过剖析,差错主要原因为人工移动示波器标尺而发生的。

综上所述,信号检测预处理单元为整个体系提高了较好的前端信号,规划合理。

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