基于STM32F4的電阻抗頻譜快速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、電阻抗譜(ElectricalImpedanceSpectroscopy，EIS)技術(shù)是一種無(wú)侵的、廉價(jià)的疾病診斷方法，可用于皮膚癌的診斷，病變組織的檢測(cè)及組織的分類、新陳代謝能力的估計(jì)、腫瘤的探測(cè)及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域等。傳統(tǒng)的EIS測(cè)量系統(tǒng)大部分基于分時(shí)單頻技術(shù)，每次只產(chǎn)生一種頻率的激勵(lì)信號(hào)（電壓或電流信號(hào)）來(lái)測(cè)量阻抗，這種測(cè)量模式需要多次改變測(cè)量頻率，掃頻測(cè)量時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，受血流、心率的影響很大，從而嚴(yán)重影響EIS測(cè)量的真實(shí)性。為此，

2、本文設(shè)計(jì)了一種EIS快速測(cè)量系統(tǒng)，以期實(shí)現(xiàn)EIS的多頻率同步快速測(cè)量。
　　本文以包含31次諧波的低波峰因數(shù)的多頻率正弦(Multi-Sine)信號(hào)為測(cè)量激勵(lì)源，采用AT公司的Flash存儲(chǔ)器AT29C256對(duì)Multi-Sine信號(hào)波形進(jìn)行存取，再經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器AD9708和運(yùn)算放大器AD829輸出為雙極性Multi-Sine信號(hào)，并經(jīng)過(guò)電壓-電流轉(zhuǎn)換生成用于電阻抗測(cè)量的高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、寬帶的激勵(lì)電流信號(hào);以意法半導(dǎo)體公

3、司的STM32F4為系統(tǒng)CPU，設(shè)計(jì)了EIS快速測(cè)量系統(tǒng)，利用STM32F4自帶的ADC實(shí)現(xiàn)了對(duì)激勵(lì)電流信號(hào)和阻抗響應(yīng)電壓信號(hào)的雙通道同步采樣，并通過(guò)RS232串口上傳到Labview上位機(jī)，且在Labview的虛擬儀器界面上設(shè)計(jì)了數(shù)字濾波程序和頻譜分析程序。在Matlab的環(huán)境下基于Hanning窗函數(shù)的比值校正FFT算法進(jìn)行頻譜分析，最后獲得各相應(yīng)頻率下的阻抗值。論文最后選取兩組RC三元件生物阻抗模型作為測(cè)量對(duì)象，進(jìn)行了EIS的測(cè)量