如图2所示，对于AD5242，R_W1B1=(D／256)×1+60；对于AD5254，R_W2B2=(D／256)×10+75；W₁和W₂之间的电阻R_W1W2=R_W1B1+R_W2B2。各个量程的具体设计见表4。



2.4 软件设计

自动量程控制系统的软件设计如图3所示。其具体工作过程如下：



当A／D采样值S超出了量程上限或下限，则先判断当前量程是否达到了最高档或最低档量程，若没有达到，则向上或向下换档，然后重新采样；否则，就说明信号超出了检测的范围。  

如果S处于当前档量程范围内，则处理器就会把采样值保存下来并发送给上位机，结束一次采样。

3实验结果及分析

对于微安级的小电流，在各个量程档的检测结果如图4所示，当K=1e-006 A／V(1档)时，数据的线性度最好，最准确；而随着档级的逐渐升高，数据的线性度越来越差。所以，本仪器将灵敏度K自动设置为1档，检测结果与图4中的1一致，从而实现了自动量程控制的效果，无需手动设置灵敏度。图中I为电流；U为扫描电压。


对于毫安级的电流，在各个量程档的检测结果如图5所示。当K=1e-003 A／V(4档)时，可采集到所有电流信号，且数据比较准确；而随着档级的降低，电流信号逐渐超出了检测范围，但在可检测的范围内线性度较好。对于此信号，随着电流信号接近零，本仪器的灵敏度K将从4档逐渐转到1档，然后又随着电流的增大逐渐转到1档，从而实现了自动量程控制，效果如图5中的4所示。


由实验可知，自动量程控制系统避免了手动设置灵敏度，实现了量程档的自动调节，实现了电流信号的宽范围的准确检测。

4结  语

本文介绍了以DSP为核心的DNA电化学信号采集仪，重点讲述了其中自动量程控制系统的设计。自动量程控制的方式拓展了由DNA生化反应引起的电流信号的检测范围，并且提高了采样的准确性，达到了仪器的宽检测范围、高精度等性能要求。