[实用新型]一种多通道微电极生物阻抗测试系统

说明书

本实用新型提供一种多通道微电极生物阻抗测试系统，包括MCU控制电路、多级电源供电电路、正弦波生成电路、衰减器电路、测量电路、放大器电路、多路ADC转换电路、上位机通信电路和数据选择器电路；通过电路设计在待测阻抗端实现施加精细微电流经由多级精密运算放大器放大信号，MCU控制电路进行数据整理及计算，以实现待测阻抗的精密测量，并集成多路数据选择器，实现多通道阻抗测量。本实用新型实现多通道生物电极的精准阻抗测量，满足相关领域研究者的需求。

技术领域

本实用新型属于生物阻抗测试技术领域，具体涉及一种多通道微电极生物阻抗测试系统。

背景技术

随着生物科技的不断发展，人类对大脑的研究从未停止，目前而言，脑探针电极在不断向着微小化、集成化、多通道演变，而探针电极的品质最直接的衡量标准就是电极的阻抗，如何对高通量电极阵列的阻抗进行快速测试则成了困扰许多研究者的难题。目前市场上存在的阻抗测试系统大多用于测试电路板是否符合生产要求，而非用于测量神经探针的阻抗，无法满足神经探针阻抗测试的微弱电流、高通量、自动化的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多通道微电极生物阻抗测试系统，实现多通道生物电极的精准阻抗测量，满足相关领域研究者的需求。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种多通道微电极生物阻抗测试系统，包括MCU控制电路、多级电源供电电路、正弦波生成电路、衰减器电路、测量电路、放大器电路、多路ADC转换电路、上位机通信电路和数据选择器电路；

所述多级电源供电电路设有多级滤波电容阵列，并用于为整个系统提供稳定低噪的供电电压；所述正弦波生成电路包括DAC电路和运算放大器电路，所述DAC电路与所述MCU控制电路电气连接，并用于接收所述MCU控制电路的指令生成未过零点的正弦波，所述运算放大器电路用于将所述DAC电路输出未过零点的正弦波转化为过零点正弦波；所述衰减器电路用于对过零点正弦波进行二千五百倍衰减；所述测量电路设有待测阻抗，所述待测阻抗分别连接所述衰减器电路和所述放大器电路；所述放大器电路用于将待测阻抗测量电压放大至所述多路ADC转换电路能够精确采集到的量级；所述多路ADC转换电路与所述MCU控制电路连接，并用于采样原始过零点正弦波数据及所述放大器电路放大后的测量电压；所述上位机通信电路用于所述MCU控制电路与上位机通信；所述数据选择器电路用于所述MCU控制电路选择对应的测量通道；所述MCU控制电路用于调度各个电路模块，并进行待测阻抗计算数据存储。

优选的，所述多级电源供电电路包括依次连接的USB供电电路、电源电路和稳压滤波电路，所述多级滤波电容阵列包括第一级滤波电容阵列、第二级滤波电容阵列和第三级滤波电容阵列；所述USB供电电路用于将USB供电提供至系统内部；所述电源电路，用于将所述USB供电电路接入的电压经过第一级滤波电容阵列后进行升压和负压；所述稳压滤波电路，用于将所述电源电路升压和负压后的电压经过第二级滤波电容阵列和第三级滤波电容阵列滤波处理至稳定低噪的供电电压到整个系统。

优选的，所述运算放大器电路为单个运放器接入电源的反向求和电路，所述反向求和电路用于将DAC输出未过零点的正弦波转化为过零点的正弦波；所述放大器电路采用轨对轨精密运放，用于将阻抗测量电压放大至所述多路ADC转换电路能够精确采集到的量级。

优选的，所述正弦波生成电路和所述放大器电路分别与所述多路ADC转换电路之间设有上拉电阻，所述上拉电阻用于将测量电压调整至所述多路ADC转换电路能够测量的范围。

优选的，所述数据选择器电路包括4块ADG1206MUX芯片及其外围电路，与所述MCU控制电路电气连接，用于所述MCU控制电路MCU选择对应的测量通道，以实现多通道测量的目的；所述MCU控制电路包括STM32F407VGT6芯片及其外围电路，所述STM32F407VGT6芯片通过直插针脚接入本系统。

一种多通道微电极生物阻抗测试系统的测量方法，包括以下步骤：