模擬基礎(chǔ)知識： 阻抗測量儀器儀表

 進(jìn)行設(shè)計(jì)時，工程師必須滿足或超過儀器儀表和測量設(shè)備的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)過程中，針對測試和測量方法與方案使用精確而適當(dāng)?shù)?strong>儀器儀表尤為重要。為了更好地幫助設(shè)計(jì)工程師，本文將討論進(jìn)行精確數(shù)據(jù)采集時所面臨的難題——特別是在復(fù)阻抗測量系統(tǒng)中。

阻抗測量是一項(xiàng)困難的信號處理工作，并且在很多傳感器和診斷類應(yīng)用中正變得越來越重要，比如醫(yī)學(xué)樣本分析、生物醫(yī)學(xué)組織的電阻率/傳導(dǎo)性、液體環(huán)境分析以及傳感器接口。阻抗轉(zhuǎn)換工作習(xí)慣上采用分立式解決方案完成，但通常需要具備高級模擬設(shè)計(jì)技巧，以便提取未知阻抗的頻率響應(yīng)信號，如圖1所示。

圖1. ADI AD5933與AFE相配合，用于測量凝血測量系統(tǒng)中的地基準(zhǔn)阻抗

分析復(fù)阻抗測量時，可能會遇到下列難題：

· 如何以DDS輸出頻率為基礎(chǔ)，控制ADC采樣頻率(窗口采樣與相干采樣)

· 如何管理元件選擇

· 開發(fā)軟件以控制DDS

· 確定FFT需要的軟件

· 如何計(jì)算誤差預(yù)算

· 確定溫度效應(yīng)

為了測量液體的電導(dǎo)率或阻抗，必須將探針插入液體中。您不僅可以測量液體的電阻，還能測量可能是由于液體中的金屬物質(zhì)所導(dǎo)致的任何容性效應(yīng)。為了在校準(zhǔn)和未知阻抗間切換，可以使用外部CMOS開關(guān)。