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使用低功耗傳感器 AFE 實(shí)現(xiàn)高精度化學(xué)或生物傳感系統(tǒng)

1947080 2022-11-25 | pdf | 297.08KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

面對對更精確的生物或電化學(xué)傳感不斷增長的需求，開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)很少有有效的傳感器信號鏈解決方案能夠提供支持各種需求的準(zhǔn)確性和靈活性。以低功耗以緊湊形式提供這些功能的需求使事情變得更加復(fù)雜，并破壞了設(shè)計進(jìn)度。面對對更精確的生物或電化學(xué)傳感不斷增長的需求，開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)很少有有效的傳感器信號鏈解決方案能夠提供支持各種需求的準(zhǔn)確性和靈活性。以低功耗以緊湊形式提供這些功能的需求使事情變得更加復(fù)雜，并破壞了設(shè)計進(jìn)度。如果沒有準(zhǔn)確的傳感器信號采集和調(diào)節(jié)，測量與生物和化學(xué)傳感應(yīng)用相關(guān)的嘈雜、小信號源的努力可能會導(dǎo)致重大錯誤。在監(jiān)測人體生命體征等生物應(yīng)用或有毒氣體檢測等化學(xué)應(yīng)用中，由于測量誤差導(dǎo)致的誤報或漏報可能會造成災(zāi)難性后果。如果沒有準(zhǔn)確的傳感器信號采集和調(diào)節(jié)，測量與生物和化學(xué)傳感應(yīng)用相關(guān)的嘈雜、小信號源的努力可能會導(dǎo)致重大錯誤。在監(jiān)測人體生命體征等生物應(yīng)用或有毒氣體檢測等化學(xué)應(yīng)用中，由于測量誤差導(dǎo)致的誤報或漏報可能會造成災(zāi)難性后果。本文將展示，Analog Devices 精密模擬前端 (AFE) 支持廣泛的 2、3 和 4 線傳感應(yīng)用，可提供簡單、有效的解決方案。通過簡單地對其配置和操作功能進(jìn)行編程，開發(fā)人員可以使用 AD5940 快速實(shí)現(xiàn)超低功耗設(shè)計，從而滿足對精確生物或電化學(xué)傳感的各種要求。本文將展示，Analog Devices 精密模擬前端 (AFE) 支持廣泛的 2、3 和 4 線傳感應(yīng)用，可提供簡單、有效的解決方案。通過簡單地對其配置和操作功能進(jìn)行編程，開發(fā)人員可以使用 AD5940 快速實(shí)現(xiàn)超低功耗設(shè)計，從而滿足對精確生物或電化學(xué)傳感的各種要求。生物和化學(xué)傳感系統(tǒng)的應(yīng)用生物和化學(xué)傳感系統(tǒng)的應(yīng)用測量人體或來自電化學(xué)源的阻抗、電壓或電流的變化已成為許多應(yīng)用的重要功能。通過測量皮膚電活動 (EDA)（以前稱為皮膚電反應(yīng) (GSR)）來識別壓力指標(biāo)的能力為衛(wèi)生專業(yè)人員提供了了解個人心理生理狀態(tài)的重要線索。如果不及時治療，慢性壓力和焦慮會導(dǎo)致心臟問題和其他嚴(yán)重的生理病癥。測量人體或來自電化學(xué)源的阻抗、電壓或電流的變化已成為許多應(yīng)用的重要功能。通過測量皮膚電活動 (EDA)（以前稱為皮膚電反應(yīng) (GSR)）來識別壓力指標(biāo)的能力為衛(wèi)生專業(yè)人員提供了了解個人心理生理狀態(tài)的重要線索。如果不及時治療，慢性壓力和焦慮會導(dǎo)致心臟問題和其他嚴(yán)重的生理病癥。生物阻抗分析 (BIA) 等其他類型的測量也在健康和健身消費(fèi)品以及醫(yī)療級分析中得到越來越多的應(yīng)用。BIA 在身體成分設(shè)備中使用多年，醫(yī)學(xué)專家越來越關(guān)注它作為血壓測量的非侵入性技術(shù)的用途。使用測量電化學(xué)源中小電流變化的相關(guān)方法，醫(yī)療設(shè)備專家正在使用這些測量來提供更有效的血糖監(jiān)測器和其他設(shè)備。同樣，工業(yè)工程師可以在有毒氣體監(jiān)測器和水質(zhì)測試儀等應(yīng)用中使用這些相同的電化學(xué)測量方法。生物阻抗分析 (BIA) 等其他類型的測量也在健康和健身消費(fèi)品以及醫(yī)療級分析中得到越來越多的應(yīng)用。BIA 在身體成分設(shè)備中使用多年，醫(yī)學(xué)專家越來越關(guān)注它作為血壓測量的非侵入性技術(shù)的用途。使用測量電化學(xué)源中小電流變化的相關(guān)方法，醫(yī)療設(shè)備專家正在使用這些測量來提供更有效的血糖監(jiān)測器和其他設(shè)備。同樣，工業(yè)工程師可以在有毒氣體監(jiān)測器和水質(zhì)測試儀等應(yīng)用中使用這些相同的電化學(xué)測量方法。這些測量技術(shù)和其他測量技術(shù)具有共同特征，例如使用放置在皮膚上或液體樣本內(nèi)的電極。然而，它們的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)差異很大，使開發(fā)人員很難找到能夠滿足各種需求的解決方案。這些測量技術(shù)和其他測量技術(shù)具有共同特征，例如使用放置在皮膚上或液體樣本內(nèi)的電極。然而，它們的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)差異很大，使開發(fā)人員很難找到能夠滿足各種需求的解決方案。例如，EDA 測量需要低頻激勵源，通常不超過 200 赫茲 (Hz)，旨在限制激勵信號滲透到人體組織的更深層。通常用雙線電路實(shí)現(xiàn)，一對電極之間的皮膚貼片上的電源電壓會感應(yīng)出一個小電流，該電流隨表皮電導(dǎo)率的變化而波動。例如，EDA 測量需要低頻激勵源，通常不超過 200 赫茲 (Hz)，旨在限制激勵信號滲透到人體組織的更深層。通常用雙線電路實(shí)現(xiàn)，一對電極之間的皮膚貼片上的電源電壓會感應(yīng)出一個小電流，該電流隨表皮電導(dǎo)率的變化而波動。相比之下，BIA 測量通常需要一個四線電路，該電路將低頻激勵與高頻激勵（通常為 50 千赫 (kHz)）相結(jié)合，以到達(dá)深層組織層。相比之下，BIA 測量通常需要一個四線電路，該電路將低頻激勵與高頻激勵（通常為 50 千赫 (kHz)）相結(jié)合，以到達(dá)深層組織層。電化學(xué)測量通常需要另一種配置。這些測量結(jié)合了一個與某些感興趣的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的工作電極，一個用于保持恒定電位的參考電極，以及一個完成電流回路的反電極。電化學(xué)測量通常需要另一種配置。