电阻抗成像系统中电压控制电流源的设计

在医用电阻抗层析成像（Electrical Impedance Tomography）系统中电压控制电流源的性能十分重要,大部分报道的电压控电流源电路在低频时有较高的输出阻抗但是在高频时性能大幅减弱。通过分析生物阻抗测量系统对电压控制电流源的需求,同时回顾一些已有的电压控制电流源电路,包括双运放负反馈电路、跨导运算放大器、AD844,设计了一种基于AD8610的电压控制电流源。并通过电路实验验证了此电压控制电流源的性能,同时提出了改进方案。该电压电流源不仅频率和幅值可控、精度高,而且有较高的输出阻抗。     

受控源装置

本文介绍一种能满足电路实验要求的受控源装置,讨论该装置的性能及元件的选择方法。一、受控源装置的要求及框图要想使受控源装置能模拟电路中任意支路的受控源元件,受控源装置应满足如下要求:1.电压控制量端口的输入阻抗应极大,电流控制量端口的输入阻抗近似为零。2.被控电压源端口的输出阻抗近似为零,被控电流源端口的输出阻抗应极大。     

基于电阻抗成像的立木无损检测系统

为及时监测树木内部结构状态,提出一种基于电阻抗成像理论的活立木无损检测方法,设计一种16电极的数据采集系统。该系统以LabVIEW程序控制数据采集卡为核心,使用NI公司的USB-6361数据采集卡产生正弦交流电压信号,再将其输入压控电流源电路转换为电流激励信号。激励信号循环注入到立木表面的16个电极中,按照相邻激励-相邻测量的方式采集立木边界电压。然后,利用仪器仪表放大电路、可编程增益二级放大电路、高通滤波电路对采集的信号进行处理,以达到放大和滤波的目的。最后,通过数据采集卡模数转换后将数据上传到计算机端,采用敏感矩阵算法实现图像重建。实验结果表明,所设计系统在激励频率为1～20 kHz时,可以有效地识别立木中空洞的位置,并反映出空洞的相对尺寸和大致轮廓,能够实现基于电阻抗成像的立木无损检测。     

生物组织阻抗温度特性测试系统的研究

肿瘤热疗过程中的温度检测和控制是热疗的关键,但温度的无损检测方法较为缺乏,限制了其发展。文中研究了一种装置测试生物组织电阻抗的温度特性,为基于电阻抗特性的温度无损检测技术提供依据。该装置利用恒温水循环原理对组织进行加热,可使组织受热均匀并且温度易于控制,阻抗测量装置采用四电极法原理,可有效消除接触阻抗和极化效应的影响,提高测量精度。文中还研究设计了用于激励的恒流源发生电路,恒流源的输出阻抗在频率为1 MHz时为212 kΩ,具有很好的恒流特性。基于此系统,对两组新鲜肥肉组织进行了测试,研究了其电阻抗温度特性及频率特性,测试结果表明,离体肥肉组织电阻抗实部随频率升高而降低,虚部先降低后升高,转折频率在80~120k Hz之间;其温度特性表现为：小于53℃时,组织电阻抗随着温度升高呈现较为缓慢下降的趋势,在53~59℃之间,电阻抗以及电阻抗变化系数形成一个突变,表现出组织电阻抗变化的临界特性,这为进一步进行肿瘤热疗过程中基于电阻抗技术的温度无损监控提供了理论和实验依据。     

一种大电流高输出阻抗电流镜的设计

设计一种增强型的共源共栅电流镜。通过放大器的负反馈,这里设计的电流镜在不增大基本电流镜输入阻抗的基础上,具有比传统电流镜更高的输出阻抗和更高的电流匹配精度,同时该电流镜也有高于传统共源共栅电流镜的输出电压摆幅。采用CSMC 0.5μm CMOS工艺,在3.3 V电源电压,输入电流为10 mA时,该电流镜的输出阻抗达到200 MΩ以上,输出电压摆幅为0.2~5 V,电流匹配精度误差小于0.016%,电流一致性误差小于0.5%。     

A Novel High Output Resistance Current Source Based on Negative Resistance

给出一种利用等效负电阻实现阻抗增加的方法.利用该方法,文中所提出的电流源可在不增加电源电压的前提下显著提高其输出阻抗.基于0.6μm的CMOS工艺模型,仿真所得电流源的输出阻抗可达109Ω,同时,该电流源频带宽度为1.04GHz,在-40～145℃之间,电流源的温度系数只有10.6ppm/℃.     

一种基于负电阻的高输出阻抗的电流源

给出一种利用等效负电阻实现阻抗增加的方法.利用该方法,文中所提出的电流源可在不增加电源电压的前提下显著提高其输出阻抗.基于0.6μm的CMOS工艺模型,仿真所得电流源的输出阻抗可达109Ω,同时,该电流源频带宽度为1.04GHz,在-40～145℃之间,电流源的温度系数只有10.6ppm/℃.     

高输出阻抗的电流源设计

基准电流源要求精度高、温度漂移小和输出阳抗高。现有的各种IC电流源都达到这些要求。但是,在电流超过1mA时,它们的输出阻抗都会降低到不到10MΩ。图1是一个复合的10mA的电流源电路,工作电压范围为5～42V,设定电流的误差小于     

一种0.18 μm CMOS 1.0V高精度电压基准源

在此基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计一种高精度低温漂的低压基准电压源。该基准源的供电电源电压为1.8 V,输出电压为1.0 V,电路的总电流小于5μA。在-40~80℃范围内的温度系数为5.7 ppm/℃。当频率在100 k Hz以内时,电源抑制比始终保持在-75 d B以下。该基准电压源具有低功耗、低温度系数、高电源抑制的特性,能够很好地应用于低压供电的集成电路设计中。     

用于人体皮肤阻抗测量的激励源设计

皮肤阻抗测量中,系统对激励源的质量要求很高。设计了一种基于AD9851和STC89C52的交变电流模式激励源。该激励源输出电流的幅值和频率在一定范围内可调,动态范围大,能用于人体皮肤阻抗的测量。试验表明,此激励源输出信号幅度和频率稳定性好,且输出阻抗高。