设计了在20 Hz至10 MHz频率范围内的生物传感器阻抗信号测量系统，以使生物传感器抗体和抗原特异性结合改变生物传感器两端的阻抗值。极。述了阻抗测量的原理，电路设计和方法，并对系统进行了测试，结果表明该系统可以在很宽的频率范围内测量阻抗参数。
物传感器的阻抗信号是指使用导电聚合物（聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩）将抗体固定在免疫传感器工作电极表面上的免疫传感器，恒温阀芯并指特定的分子识别。
定的抗体和抗原以及免疫传感器表面的表面电荷电容，电阻，质量和厚度都会发生变化，从而导致电极的表面阻抗发生变化[1， 2]。速而准确地测量生物传感器阻抗信息（实际和虚构）将确保进一步分析抗原和抗体之间的相互作用。
规的阻抗测量系统存在诸如费时的操作，高价格和不便运输的问题，并且在生物传感器阻抗的实际测量要求之间存在很大的差距。虑到这一点，该文件提出了一种用于以宽测试频带，适当的精度，简单的校准以及紧凑且便携式的系统来测量电阻抗的系统。系统主要由信号源，阻抗/电压转换电路，乘法解调电路和其他外围电路组成。阻抗测量系统的信号源可以是电流源或电压源，通常采用电流驱动和电压测量的方法，电压驱动和过程电流测量还可以获得电阻抗特性，但是必须进行阻抗/电压转换。
电路将测得的电流转换成电压。统的单次测量频率仅采用阻抗模块的测量方法，不能满足实际的测量要求。此，双向锁相放大原理可用于提取阻抗或实部和虚部的模量和相角。原理图如图1所示。抗/电压转换电路将阻抗的测量值转换为两个电压之比的测量值。后，U1与参考信号异相90°，并且通过锁相放大原理在两个方向上将实部和虚部分开。号源是电阻抗测量系统的重要组成部分。了获得相关的电阻抗信息，系统不仅要求施加到测量阻抗的正弦信号的失真小，幅度稳定，而且还要求获得信息的变化规律。阻抗在不同频率下，以及信号源发出的具有点频率的正弦信号。扫描功能以及可调节的幅度和相位。系统使用STC12L5620AD单片机控制American Analog Devices，Inc.的AD9854直接数字合成DDS芯片，以生成两个频率和幅度可调的正交信号[3，4]。电路设计如图2所示。
D9854的输出具有内部时钟干扰成分，每个输出都需要一个低通滤波器LC，其截止频率为120 MHz，这样可以更好地过滤干扰。外，为了消除工频信号的干扰，对两个正交信号分别进行陷波处理。抗/电压转换电路是电阻抗测量中的关键要素。低幅正弦电压施加到作为干扰信号测量的阻抗上，阻抗/电压转换电路负责将传递到测量阻抗中的低电流信号转换为具有以下特征的电压信号：当频率增加时阻抗降低。路设计中使用了两个运算放大器。个是具有高输入阻抗的运算放大器，另一个是宽带运算放大器。低频下，阻抗值较大。
这种情况下，将使用具有高输入阻抗的运算放大器。高频下，阻抗值变低，因此选择了宽带运算放大器。抗/电压转换电路的设计如图3所示。量阻抗时，需要进行分段测量。
需要在20 Hz至200 KHz频率范围内测量阻抗时，使用由OPA604AP设计的阻抗/电压转换电路，当需要在频率范围内测量阻抗时从200 KHz到10 MHz，选择THS4011CD设计的阻抗/电压转换电路。抗测量是对频域的测量。此，在设计电路时必须充分考虑阻抗的电容电抗特性。名片上反复测试后，串联电阻的取值如下：R33 = R36 = 1K，反馈电阻取如下：R34 = R37 =10kΩ，这是准确度（0.1％）。法解调电路是阻抗测量的另一个重要组成部分：通过乘法将阻抗的实部和虚部分开，以完成阻抗的测量。要求模拟乘法器具有更宽的频带，更高的功率精度和更低的失真。AD834是美国Analog Devices在美国推出的一种高性能模拟宽带倍增器，其工作带宽为500 MHz，已广泛用于高频信号调节电路[5]。AD834在该系统中的应用如图4所示。2和Y1用作两个乘法输入端子，引脚X1和Y2接地，由于端子上的极化电流。X和Y，在输入端产生偏移电压，以消除输入端的偏移电压。49.9Ω的去耦电阻并联在信号端口X2和Y1与地面之间。路的AD834输出两端均为平衡输出，如果要在一端输出，可以将图4的输出信号耦合至下一级运算放大器。图5中示出了转换电路。果选择截止频率远小于2ω的低通滤波器，则可以获得与相移成比例的DC分量。了分离阻抗的实部和虚部，将低通滤波器电路连接到乘法解调电路的输出，以提取直流分量。电路如图6所示。时，DC分量是通过对前级信号中的AC分量进行滤波而获得的，R86和C92形成了一个低通滤波器网络RC加电路的截止频率滤波器越低越好，恒温阀芯但是与低通滤波器的截止频率相对应的时间常数决定了测量系统的响应。间[6]。波器带宽越低，除噪能力越强。而将阻抗的实部和虚部分开。外，该阻抗测量系统具有其他外围电路设计，这里将不再详细描述。系统的软件设计主要包括编写单片机程序。体流程图如图7所示。程序开始时，将执行初始化程序，包括STC12L5620AD微控制器，AD89C52的初始化，DDS AD9854芯片的初始化等等。
体步骤是：初始化串行端口并配置计时器。许串口中断，允许中断定时器0，设置定时器的初始值。号生成，AD9854的初始化控制。MRESET，UPDCLK和WR引脚全部清零，主机复位。MRESET引脚在20个系统周期内保持高电平。编程放大。了验证上述电阻抗测量系统是否可用，本文档使用RC并联连接作为测量阻抗，并对构成设计阻抗测量系统一部分的模拟电路进行了初步测试。双倍电容值的电容配对以形成并联电路；它用作测量对象，并在不同频率下测量阻抗值。量结果列于表1。试表明，在10Ω-100MΩ的阻抗范围和100Hz至10MHz的频率范围内，测量的准确性更高。块的测量误差基本上小于1％，相角的测量误差小于9％。于欧姆阻抗和频率测量精度在20Hz和100 MHz时不太高，模块的测量误差小于5％，相角的测量误差小于11％，需要进一步改进。虑到生物传感器输出阻抗信号的特点，本章采用双向锁相放大原理，提出了一种能够快速测量生物传感器阻抗信号的电阻测量系统。围从20 Hz到10 MHz，并集成了部分模拟电路。试样本并执行测试。试结果表明，该测量系统对于欧姆阻抗测量来说并不是太高，需要进一步改进，但是它可以在很宽的频率范围和范围内快速测量阻抗参数。以积分阻抗的实部。部分离，频率范围宽，测试速度快，精度高。
于此研究，研究的重点是基于生物传感器阻抗信号的便携式检测设备。
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