自動(dòng)量程控制在DNA電化學(xué)信號(hào)采集儀中的應(yīng)用
如圖2所示,對(duì)于AD5242,RW1B1=(D/256)×1+60;對(duì)于AD5254,RW2B2=(D/256)×10+75;W1和W2之間的電阻RW1W2=RW1B1+RW2B2。各個(gè)量程的具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表4。
2.4 軟件設(shè)計(jì)
自動(dòng)量程控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)如圖3所示。其具體工作過(guò)程如下:
當(dāng)A/D采樣值S超出了量程上限或下限,則先判斷當(dāng)前量程是否達(dá)到了最高檔或最低檔量程,若沒(méi)有達(dá)到,則向上或向下?lián)Q檔,然后重新采樣;否則,就說(shuō)明信號(hào)超出了檢測(cè)的范圍。
如果S處于當(dāng)前檔量程范圍內(nèi),則處理器就會(huì)把采樣值保存下來(lái)并發(fā)送給上位機(jī),結(jié)束一次采樣。
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
對(duì)于微安級(jí)的小電流,在各個(gè)量程檔的檢測(cè)結(jié)果如圖4所示,當(dāng)K=1e-006 A/V(1檔)時(shí),數(shù)據(jù)的線(xiàn)性度最好,最準(zhǔn)確;而隨著檔級(jí)的逐漸升高,數(shù)據(jù)的線(xiàn)性度越來(lái)越差。所以,本儀器將靈敏度K自動(dòng)設(shè)置為1檔,檢測(cè)結(jié)果與圖4中的1一致,從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)量程控制的效果,無(wú)需手動(dòng)設(shè)置靈敏度。圖中I為電流;U為掃描電壓。
對(duì)于毫安級(jí)的電流,在各個(gè)量程檔的檢測(cè)結(jié)果如圖5所示。當(dāng)K=1e-003 A/V(4檔)時(shí),可采集到所有電流信號(hào),且數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確;而隨著檔級(jí)的降低,電流信號(hào)逐漸超出了檢測(cè)范圍,但在可檢測(cè)的范圍內(nèi)線(xiàn)性度較好。對(duì)于此信號(hào),隨著電流信號(hào)接近零,本儀器的靈敏度K將從4檔逐漸轉(zhuǎn)到1檔,然后又隨著電流的增大逐漸轉(zhuǎn)到1檔,從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)量程控制,效果如圖5中的4所示。
由實(shí)驗(yàn)可知,自動(dòng)量程控制系統(tǒng)避免了手動(dòng)設(shè)置靈敏度,實(shí)現(xiàn)了量程檔的自動(dòng)調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)了電流信號(hào)的寬范圍的準(zhǔn)確檢測(cè)。
4結(jié) 語(yǔ)
本文介紹了以DSP為核心的DNA電化學(xué)信號(hào)采集儀,重點(diǎn)講述了其中自動(dòng)量程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。自動(dòng)量程控制的方式拓展了由DNA生化反應(yīng)引起的電流信號(hào)的檢測(cè)范圍,并且提高了采樣的準(zhǔn)確性,達(dá)到了儀器的寬檢測(cè)范圍、高精度等性能要求。 電化學(xué)工作站相關(guān)文章:電化學(xué)工作站原理
評(píng)論