中国生物医学工程学报
中國生物醫學工程學報
중국생물의학공정학보
CHINESE JOURNAL OF BIOMEDICAL ENGINEERING
2013年
3期
266-272
,共7页
电流源%FPGA%数字正交解调%电阻抗断层成像(EIT)
電流源%FPGA%數字正交解調%電阻抗斷層成像(EIT)
전류원%FPGA%수자정교해조%전조항단층성상(EIT)
current resource%FPGA%digital quadrature demodulation%electrical impedance tomography (EIT)
以FPGA芯片为核心的数字化生物电阻抗测量实验平台,主要完成直接数字频率合成(DDS)的电流源模块、V/I变换和数字解调模块的研究.采用DDS技术生成正弦信号发生器,由THS4021改进的Howland电路设计压控电流源,在不同负载条件下测量其输出电流幅值的频率响应,并在不同频率下测量电流源的输出阻抗,对恒流源性能的稳定性和精度进行测定.解调方法采用数字化解调,测试不同激励频率下的数字正交解调输出误差变化情况.最后采用盐水槽实验系统进行成像实验.结果表明,电流源可在6.1～390.6 kHz范围输出多频激励信号,在600 kHz前保持在190 kΩ的输出阻抗.当信号频率从200 kHz逐渐增加到1.6 MHz时,解调电路输出的I和Q路误差逐渐增加,对应的幅度误差从1.13％增加到7.19％,相位误差从1.03％增大到5.34％.采用相邻激励-相邻测量模式对环氧树脂棒进行盐水槽成像实验,成像结果表明系统能够对单个目标物体实现较准确的定位,验证了本研究平台的可行性.
以FPGA芯片為覈心的數字化生物電阻抗測量實驗平檯,主要完成直接數字頻率閤成(DDS)的電流源模塊、V/I變換和數字解調模塊的研究.採用DDS技術生成正絃信號髮生器,由THS4021改進的Howland電路設計壓控電流源,在不同負載條件下測量其輸齣電流幅值的頻率響應,併在不同頻率下測量電流源的輸齣阻抗,對恆流源性能的穩定性和精度進行測定.解調方法採用數字化解調,測試不同激勵頻率下的數字正交解調輸齣誤差變化情況.最後採用鹽水槽實驗繫統進行成像實驗.結果錶明,電流源可在6.1～390.6 kHz範圍輸齣多頻激勵信號,在600 kHz前保持在190 kΩ的輸齣阻抗.噹信號頻率從200 kHz逐漸增加到1.6 MHz時,解調電路輸齣的I和Q路誤差逐漸增加,對應的幅度誤差從1.13％增加到7.19％,相位誤差從1.03％增大到5.34％.採用相鄰激勵-相鄰測量模式對環氧樹脂棒進行鹽水槽成像實驗,成像結果錶明繫統能夠對單箇目標物體實現較準確的定位,驗證瞭本研究平檯的可行性.
이FPGA심편위핵심적수자화생물전조항측량실험평태,주요완성직접수자빈솔합성(DDS)적전류원모괴、V/I변환화수자해조모괴적연구.채용DDS기술생성정현신호발생기,유THS4021개진적Howland전로설계압공전류원,재불동부재조건하측량기수출전류폭치적빈솔향응,병재불동빈솔하측량전류원적수출조항,대항류원성능적은정성화정도진행측정.해조방법채용수자화해조,측시불동격려빈솔하적수자정교해조수출오차변화정황.최후채용염수조실험계통진행성상실험.결과표명,전류원가재6.1～390.6 kHz범위수출다빈격려신호,재600 kHz전보지재190 kΩ적수출조항.당신호빈솔종200 kHz축점증가도1.6 MHz시,해조전로수출적I화Q로오차축점증가,대응적폭도오차종1.13％증가도7.19％,상위오차종1.03％증대도5.34％.채용상린격려-상린측량모식대배양수지봉진행염수조성상실험,성상결과표명계통능구대단개목표물체실현교준학적정위,험증료본연구평태적가행성.
