生物電阻抗測量系統中弱信號檢測技術(shù)研究-- 硬件調試與結論分析

4.5實(shí)驗與結論

4.5.1實(shí)驗測試方法

本實(shí)驗采用的測試源為T(mén)ektronix AFG3012信號源，Tektronix DPO4104四通道示波器，SS2323可跟蹤直流穩定電源。

4.5.2實(shí)驗測試步驟

測試實(shí)驗在電路板投板的底板返回后進(jìn)行。其測試步驟如下：

1.焊接完后肉眼對照正常板卡，檢查焊接有無(wú)短路、虛焊，器件值是否正確，此時(shí)保證板上所有跳線(xiàn)沒(méi)有跳上。

2.首先檢查電源，檢測電路板正面關(guān)鍵測試點(diǎn)。測試電源時(shí)，先不加電測試各電的電阻值，各個(gè)點(diǎn)電阻值完全正確之后通電。

3.跳上電源跳線(xiàn)，通電。確保電源正常后，加12V直流電源。

4.測試時(shí)，以Tektronix AFG3012信號源來(lái)產(chǎn)生系統所需的弱信號，該信號源接入功能板，然后測試輸出信號，并利用示波器Tektronix DPO4104的FFT功能對信號進(jìn)行分析[37][38]。分別測試頻率為1MHz的微弱信號和10MHz的微弱信號在通過(guò)調理功能板后的信噪比、增益以及調理電路對于共模噪聲的抑制能力。

實(shí)驗測試PCB如圖4.15所示：

4.5.3測試結果及分析

4.5.3.1系統對弱信號諧波的抑制能力

設定輸入信號頻率為1MHz，信號幅度為±10mV，利用示波器Tektronix DPO4104的FFT功能對信號進(jìn)行分析，顯示結果如圖4.16所示。

由示波器所示圖知：當輸入信號頻率為1MHz時(shí)該信號檢測預處理功能板能做到檢測峰-峰值為19.57mV的微弱信號，并且輸出信號的基波和二次諧波功率比能夠達到50.8dB.具備較強的諧波抑制能力。

當設定輸入信號頻率為10MHz，信號幅度為±10mV時(shí)，利用示波器Tektronix DPO4104的FFT功能對信號進(jìn)行分析，顯示結果如圖4.17所示。

由示波器所示圖知：當輸入信號頻率為10MHz時(shí)，該信號檢測預處理功能板能做到檢測峰-峰值為19.57mV的微弱信號，輸出信號的基波和二次諧波功率比能夠達到50.8dB.也具備較強的諧波抑制能力。

4.5.3.2系統對共模噪聲的抑制能力

分別對PGA870的單端輸出信號和差分輸出信號進(jìn)行測試，測試結果分別如圖4.18和圖4.19所示。由兩圖的對比可知，系統在10MHz，240mV時(shí)的差分輸出比單端輸出的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍提高了8dB，對系統的共模噪聲有較好的抑制能力。

4.5.3.3系統對弱信號檢測預處理的增益

分別對系統的輸入信號和經(jīng)前端模擬電路調理后輸出信號進(jìn)行測試，此時(shí)設定PGA870的增益為12dB.輸入信號如圖4.20所示，測試結果分別如圖4.21和圖4.22所示。

由圖4.21可知，衰減電路對信號衰減為38.6mV/76.8mV=0.502，原設計衰減值為0.5，誤差為0.002.由圖4.22可知，信號經(jīng)過(guò)PGA870的增益為：

原設定值為12dB，實(shí)測數據與設定值存在0.04dB的誤差，通過(guò)分析，誤差主要原因為人工移動(dòng)示波器標尺而產(chǎn)生的。

綜上所述，信號檢測預處理單元為整個(gè)系統提高了較好的前端信號，設計合理。