基于STM32F4的電阻抗頻譜快速測量系統(tǒng)設計.pdf

1、電阻抗譜(ElectricalImpedanceSpectroscopy，EIS)技術是一種無侵的、廉價的疾病診斷方法，可用于皮膚癌的診斷，病變組織的檢測及組織的分類、新陳代謝能力的估計、腫瘤的探測及生物醫(yī)學工程領域等。傳統(tǒng)的EIS測量系統(tǒng)大部分基于分時單頻技術，每次只產(chǎn)生一種頻率的激勵信號（電壓或電流信號）來測量阻抗，這種測量模式需要多次改變測量頻率，掃頻測量時間相對較長，受血流、心率的影響很大，從而嚴重影響EIS測量的真實性。為此，

2、本文設計了一種EIS快速測量系統(tǒng)，以期實現(xiàn)EIS的多頻率同步快速測量。
　　本文以包含31次諧波的低波峰因數(shù)的多頻率正弦(Multi-Sine)信號為測量激勵源，采用AT公司的Flash存儲器AT29C256對Multi-Sine信號波形進行存取，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器AD9708和運算放大器AD829輸出為雙極性Multi-Sine信號，并經(jīng)過電壓-電流轉(zhuǎn)換生成用于電阻抗測量的高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、寬帶的激勵電流信號;以意法半導體公

3、司的STM32F4為系統(tǒng)CPU，設計了EIS快速測量系統(tǒng)，利用STM32F4自帶的ADC實現(xiàn)了對激勵電流信號和阻抗響應電壓信號的雙通道同步采樣，并通過RS232串口上傳到Labview上位機，且在Labview的虛擬儀器界面上設計了數(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算法進行頻譜分析，最后獲得各相應頻率下的阻抗值。論文最后選取兩組RC三元件生物阻抗模型作為測量對象，進行了EIS的測量