微電流激勵(lì)的生物阻抗測(cè)量方法在生物醫(yī)學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景,其中能夠驅(qū)動(dòng)生物負(fù)載的電壓控制電流源是生物阻抗測(cè)量的前提條件。本文提出一種具有高帶寬、高輸出阻抗、能驅(qū)動(dòng)較大容性負(fù)載的電流源電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。首先,根據(jù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分析系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因并引入容性負(fù)載對(duì)系統(tǒng)的影響;接著,使用雙通道反饋補(bǔ)償?shù)姆椒◤浹a(bǔ)了系統(tǒng)高頻不穩(wěn)定的缺陷,并在反饋通路使用簡(jiǎn)單的阻容網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)容性負(fù)載的補(bǔ)償;然后,仿真分析得出電流源在100 Hz～1.2 MHz的帶寬范圍內(nèi)具有較好的恒流特性,在1 MHz的輸出阻抗達(dá)到為160.756 kΩ,并且當(dāng)負(fù)載的復(fù)阻抗越大時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)定裕度越高。最后,使用該電流源激勵(lì)生物組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在不同的頻率下對(duì)比傳統(tǒng)增強(qiáng)型Howland和三運(yùn)放電流源,結(jié)果表明在800 KHz以上,其它兩種電流源無(wú)法成像時(shí)該電流源仍具有很好的成像效果,也驗(yàn)證了該電流源在測(cè)量生物組織時(shí)的實(shí)用性。 

【文章來(lái)源】：儀器儀表學(xué)報(bào). 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

電壓控制電流源電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

考慮生物阻抗的容性負(fù)載,本文引入兩種生物阻抗的等效模型進(jìn)行分析,其等效電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。兩種等效網(wǎng)絡(luò)等價(jià)于在前向通道中串聯(lián)了一個(gè)環(huán)節(jié),兩種等效電路的傳遞函數(shù)分別為:

當(dāng)系統(tǒng)不存在第二條反饋通道FB#2、容性負(fù)載、容性補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),并短路電阻R1。假設(shè)負(fù)載為純阻性,并在100 Ω～10 KΩ之間遞增。系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益曲線、1/β曲線如圖3所示。根據(jù)閉合速度判別法,在圖3中只有RL=10 kΩ的1/β曲線與開(kāi)環(huán)增益曲線交點(diǎn)的夾角等于20 dB每十倍量程,系統(tǒng)穩(wěn)定,其它較小負(fù)載的情況下系統(tǒng)均不穩(wěn)定。系統(tǒng)在截止頻率處的相位裕度如表1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3637718