自動量程控制在DNA電化學信號采集儀中的應用
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如圖2所示，對于AD5242，RW1B1=(D／256)×1+60；對于AD5254，RW2B2=(D／256)×10+75；W1和W2之間的電阻RW1W2=RW1B1+RW2B2。各個量程的具體設計見表4。
2.4 軟件設計
自動量程控制系統的軟件設計如圖3所示。其具體工作過程如下：
當A／D采樣值S超出了量程上限或下限，則先判斷當前量程是否達到了最高檔或最低檔量程，若沒有達到，則向上或向下換檔，然后重新采樣；否則，就說明信號超出了檢測的范圍。
如果S處于當前檔量程范圍內，則處理器就會把采樣值保存下來并發送給上位機，結束一次采樣。
3實驗結果及分析
對于微安級的小電流，在各個量程檔的檢測結果如圖4所示，當K=1e-006 A／V(1檔)時，數據的線性度最好，最準確；而隨著檔級的逐漸升高，數據的線性度越來越差。所以，本儀器將靈敏度K自動設置為1檔，檢測結果與圖4中的1一致，從而實現了自動量程控制的效果，無需手動設置靈敏度。圖中I為電流；U為掃描電壓。
對于毫安級的電流，在各個量程檔的檢測結果如圖5所示。當K=1e-003 A／V(4檔)時，可采集到所有電流信號，且數據比較準確；而隨著檔級的降低，電流信號逐漸超出了檢測范圍，但在可檢測的范圍內線性度較好。對于此信號，隨著電流信號接近零，本儀器的靈敏度K將從4檔逐漸轉到1檔，然后又隨著電流的增大逐漸轉到1檔，從而實現了自動量程控制，效果如圖5中的4所示。
由實驗可知，自動量程控制系統避免了手動設置靈敏度，實現了量程檔的自動調節，實現了電流信號的寬范圍的準確檢測。
4結 語
本文介紹了以DSP為核心的DNA電化學信號采集儀，重點講述了其中自動量程控制系統的設計。自動量程控制的方式拓展了由DNA生化反應引起的電流信號的檢測范圍，并且提高了采樣的準確性，達到了儀器的寬檢測范圍、高精度等性能要求。 電化學工作站相關文章:電化學工作站原理
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