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自动量程控制在DNA电化学信号采集仪中的应用
来源:本站整理  作者:佚名  2010-03-22 12:19:33





下限换档  各档之间灵敏度的比值为10,所以,从理论上讲,换档的下限值应该为(2.5±1.5/10)V,但为了防止测量系统频繁的量程切换,本设计增加了一个0.1 V宽度的换档衔接区,所以其下限值为(2.5±(1.5-0.1)/10)V,即2.36 V和2.64 V,两者分别是负的和正的可测电压下限值。如果电压值在2.36~2.64 V之间,那么就超出了此档的量程,就要向下降一档。

从A/D的采样值S的角度来看,它的换档条件可总结如表2所示。



2.2.3  测量电流范围及精度的计算

在本设计中,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测量与S之间必然存在一个对应的关系式:



由表2知,S的范围为0x3E80~0x9380和0xA500~0xFA00,则可由式(2)得出每一档的I测量的范围,及其对应的电流精度,如表3所示。由此表可见,测量电流的范围及精度基本上满足了仪器的要求。

2.3  硬件电路的设计

本设计利用处理器控制两片数字电位器,从而调整I/V转换的灵敏度,继而实现了信号采集的自动量程控制。数字电位器亦称数控电阻器,任何需要用电阻来进行参数调整校准或控制的场合,都可使用数字电位器构成可编程模拟电路。本设计将AD5242作为粗调电位器,其最大阻值能达到1 MΩ,共256个抽头。同时,将AD5254作为微调电位器,其最大阻值为10 kΩ,共256个抽头。AD5242和AD5254的电路设计框图如图2所示。



对于这两类数字电位器而言,W与B之间的电阻阻值为:RWB(D)=(D/256)RAB+RW。其中,D表示输入的8位二进制码,范围是0~255;RAB是指A和B两端之间的电阻;RW是滑动端由于内部开关而引起的电阻。

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