自動(dòng)量程控制在DNA電化學(xué)信號(hào)采集儀中的應(yīng)用
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下限換檔 各檔之間靈敏度的比值為10，所以，從理論上講，換檔的下限值應(yīng)該為(2.5±1.5／10)V，但為了防止測(cè)量系統(tǒng)頻繁的量程切換，本設(shè)計(jì)增加了一個(gè)0.1 V寬度的換檔銜接區(qū)，所以其下限值為(2.5±(1.5-0.1)／10)V，即2.36 V和2.64 V，兩者分別是負(fù)的和正的可測(cè)電壓下限值。如果電壓值在2.36～2.64 V之間，那么就超出了此檔的量程，就要向下降一檔。
從A／D的采樣值S的角度來看，它的換檔條件可總結(jié)如表2所示。
2.2.3 測(cè)量電流范圍及精度的計(jì)算
在本設(shè)計(jì)中，采用16位A／D芯片，得n=16，VREF=4.096 V，V偏置=2.5 V。所以，由式(1)可知，I測(cè)量與S之間必然存在一個(gè)對(duì)應(yīng)的關(guān)系式：
由表2知，S的范圍為0x3E80～0x9380和0xA500～0xFA00，則可由式(2)得出每一檔的I測(cè)量的范圍，及其對(duì)應(yīng)的電流精度，如表3所示。由此表可見，測(cè)量電流的范圍及精度基本上滿足了儀器的要求。
2.3 硬件電路的設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)利用處理器控制兩片數(shù)字電位器，從而調(diào)整I／V轉(zhuǎn)換的靈敏度，繼而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集的自動(dòng)量程控制。數(shù)字電位器亦稱數(shù)控電阻器，任何需要用電阻來進(jìn)行參數(shù)調(diào)整校準(zhǔn)或控制的場(chǎng)合，都可使用數(shù)字電位器構(gòu)成可編程模擬電路。本設(shè)計(jì)將AD5242作為粗調(diào)電位器，其最大阻值能達(dá)到1 MΩ，共256個(gè)抽頭。同時(shí)，將AD5254作為微調(diào)電位器，其最大阻值為10 kΩ，共256個(gè)抽頭。AD5242和AD5254的電路設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。
對(duì)于這兩類數(shù)字電位器而言，W與B之間的電阻阻值為：RWB(D)=(D／256)RAB+RW。其中，D表示輸入的8位二進(jìn)制碼，范圍是0～255；RAB是指A和B兩端之間的電阻；RW是滑動(dòng)端由于內(nèi)部開關(guān)而引起的電阻。 電化學(xué)工作站相關(guān)文章:電化學(xué)工作站原理
評(píng)論