人体电阻抗测量系统设计
发布时间：2021-08-03 22:20
生物电阻抗测量技术（Bioelectrical Impedance Measuring Technology）是利用生物组织与器官的电特性 阻抗 导纳 介电常数等 及其变化 提取与人体生理 病理状况相关的生物医学信息的一种无损伤检测技术 这种技术具有无创廉价 安全 无毒无害 操作简便和信息丰富等特点 可以对心 脑 肺及相关循环系统进行功能评价 因此具有广泛的应用前景 目前 生物电阻抗测量系统的激励频率还局限于几百 KHz 以下的低频范围内 真正具有能穿透细胞膜 能够提取细胞内液信息的 1MHz5MHz 激励频率的测量系统还不多见 针对上述状况 作者设计了一套激励频率在 0 1MHz 之间的多频率人体电阻抗测量系统 采用 TI 公司的 TMS320F206 作为核心控制器 并针对实际测量中 参考点 难于选择的问题 设计了一种 虚参考点 的解调方法 利用四电极法实现对人体电阻抗实部和虚部的测量 本文较全面地介绍了人体电阻抗测量系统的工作原理及软硬件设计方案 同时 利用作者设计的测量系统对构建的 R-C 三元件模拟网络进行了测量及误差分析 最后 作者针对本系统中存在的不...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物电阻抗理论发展
1.3 生物电阻抗技术的研究方向及应用前景
1.4 人体电阻抗技术的发展和研究现状
1.5 人体电阻抗系统的技术难点
1.6 本研究工作的主要内容和作者的主要贡献
1.7 论文的组织结构
第二章 人体生物电阻抗原理
2.1 引言
2.2 生物组织等效电路模型
2.3 Cole-Cole 理论
2.4 频散理论
2.5 人体电阻和安全电流
2.5.1 人体电阻等值电路[20]
2.5.2 人体内部电阻分布
2.5.3 影响人体电阻的因素[20]
2.5.4 人体安全电流
第三章 系统硬件设计
3.1 系统总体框架
3.2 数字信号处理芯片 DSP 设计
3.3 电极设计
3.4 线性电源选择
3.5 信号发生器设计
3.5.1 正弦波信号发生器
3.5.2 AD7008 的结构和原理[27][28][29]
3.5.3 AD7008 的控制流程
3.6 压控电流源
3.6.1 电压控制电流源(VCCS)
3.6.2 电压控制电流源特性分析
3.7 有源电极和电缆驱动
3.7.1 有源电极
3.7.2 电缆驱动
3.8 激励和测量选通阵列
3.8.1 电流激励选通阵列
3.8.2 电压测量选通阵列
3.9 相敏解调电路
3.9.1 解调方法
3.9.2 AD734 工作原理
3.9.3 乘法解调方法求解电阻抗
3.10 低通滤波器设计
3.10.1 状态变量滤波器
3.10.2 MAX274/MAX275 工作原理[43]及电气特性
3.10.3 低通滤波的设计
3.11 A/D 采样电路
3.11.1 AD1674 特性[44]
3.11.2 AD1674 接口电路[45][46][47]48]
3.12 混频和分频电路
3.12.1 混频电路
3.12.2 分频电路
3.13 串行通讯
3.14 小结
第四章 系统软件设计与调试
4.1 DSP 软件设计
4.1.1 公共目标文件 COFF 和链接文件 CMD
4.1.2 DARAM SARAM 和 FLASH EEPROM 的使用
4.1.3 DSP 软件流程图
4.2 PC 机软件设计
第五章 系统实验及误差分析
5.1 纯电阻实验
5.2 纯电容实验
5.3 R C 模拟网络实验
5.4 系统误差分析
第六章 总结与改进建议
参考文献
发表论文和科研情况说明
致 谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]“人体电阻与安全电压”实验探索[J]. 楼高行. 物理教学探讨. 2002(05)
[2]TMS320F206定点DSP芯片开发实践[J]. 吴玲玲,姚大伟,殷小贡. 半导体技术. 2002(03)
[3]基于A/D芯片AD1674设计的数据采集电路[J]. 袁志刚,宁百齐. 电子技术应用. 2001(10)
[4]12位并行模/数转换芯片AD1674及其应用[J]. 杜鹏. 国外电子元器件. 2001(08)
[5]用于医学电阻抗成象电压控制电流源[J]. 王超,王化祥. 电子测量技术. 2001(03)
[6]用于EIT成象系统基于CCⅡ-低通滤波电路设计[J]. 王超,胡华东,解涛,王化祥. 电子测量技术. 2001(02)
[7]并行接口控制的视频切换器的设计与实现[J]. 杜恩祥,左宪章,贺臣,王书民. 无线电通信技术. 2000(01)
[8]数字信号处理单片机TMS320F206开发实践研究[J]. 朱起悦. 电讯技术. 2000(01)
[9]用于EIT成像系统的AD7008 DDS调制器[J]. 王化祥,王艳儒. 电子测量技术. 1999(04)
[10]TMS320C32 DSP及其与AD1674A/D变换器的接口设计[J]. 张重雄,邱华. 电子工程师. 1999(07)
本文编号：3320437
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物电阻抗理论发展
1.3 生物电阻抗技术的研究方向及应用前景
1.4 人体电阻抗技术的发展和研究现状
1.5 人体电阻抗系统的技术难点
1.6 本研究工作的主要内容和作者的主要贡献
1.7 论文的组织结构
第二章 人体生物电阻抗原理
2.1 引言
2.2 生物组织等效电路模型
2.3 Cole-Cole 理论
2.4 频散理论
2.5 人体电阻和安全电流
2.5.1 人体电阻等值电路[20]
2.5.2 人体内部电阻分布
2.5.3 影响人体电阻的因素[20]
2.5.4 人体安全电流
第三章 系统硬件设计
3.1 系统总体框架
3.2 数字信号处理芯片 DSP 设计
3.3 电极设计
3.4 线性电源选择
3.5 信号发生器设计
3.5.1 正弦波信号发生器
3.5.2 AD7008 的结构和原理[27][28][29]
3.5.3 AD7008 的控制流程
3.6 压控电流源
3.6.1 电压控制电流源(VCCS)
3.6.2 电压控制电流源特性分析
3.7 有源电极和电缆驱动
3.7.1 有源电极
3.7.2 电缆驱动
3.8 激励和测量选通阵列
3.8.1 电流激励选通阵列
3.8.2 电压测量选通阵列
3.9 相敏解调电路
3.9.1 解调方法
3.9.2 AD734 工作原理
3.9.3 乘法解调方法求解电阻抗
3.10 低通滤波器设计
3.10.1 状态变量滤波器
3.10.2 MAX274/MAX275 工作原理[43]及电气特性
3.10.3 低通滤波的设计
3.11 A/D 采样电路
3.11.1 AD1674 特性[44]
3.11.2 AD1674 接口电路[45][46][47]48]
3.12 混频和分频电路
3.12.1 混频电路
3.12.2 分频电路
3.13 串行通讯
3.14 小结
第四章 系统软件设计与调试
4.1 DSP 软件设计
4.1.1 公共目标文件 COFF 和链接文件 CMD
4.1.2 DARAM SARAM 和 FLASH EEPROM 的使用
4.1.3 DSP 软件流程图
4.2 PC 机软件设计
第五章 系统实验及误差分析
5.1 纯电阻实验
5.2 纯电容实验
5.3 R C 模拟网络实验
5.4 系统误差分析
第六章 总结与改进建议
参考文献
发表论文和科研情况说明
致 谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]“人体电阻与安全电压”实验探索[J]. 楼高行. 物理教学探讨. 2002(05)
[2]TMS320F206定点DSP芯片开发实践[J]. 吴玲玲,姚大伟,殷小贡. 半导体技术. 2002(03)
[3]基于A/D芯片AD1674设计的数据采集电路[J]. 袁志刚,宁百齐. 电子技术应用. 2001(10)
[4]12位并行模/数转换芯片AD1674及其应用[J]. 杜鹏. 国外电子元器件. 2001(08)
[5]用于医学电阻抗成象电压控制电流源[J]. 王超,王化祥. 电子测量技术. 2001(03)
[6]用于EIT成象系统基于CCⅡ-低通滤波电路设计[J]. 王超,胡华东,解涛,王化祥. 电子测量技术. 2001(02)
[7]并行接口控制的视频切换器的设计与实现[J]. 杜恩祥,左宪章,贺臣,王书民. 无线电通信技术. 2000(01)
[8]数字信号处理单片机TMS320F206开发实践研究[J]. 朱起悦. 电讯技术. 2000(01)
[9]用于EIT成像系统的AD7008 DDS调制器[J]. 王化祥,王艳儒. 电子测量技术. 1999(04)
[10]TMS320C32 DSP及其与AD1674A/D变换器的接口设计[J]. 张重雄,邱华. 电子工程师. 1999(07)
本文编号：3320437
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