Понятие и сущность импедансной спектроскопии. Усовершенствование метода электрохимической импедансной спектроскопии в области высокочастотных сигналов при помощи амплитудно-фазового подхода к анализу параметров биологических датчиков различной природы.
Аннотация к работе
Фазовый детектор для высокочастотных систем электрохимической импедансной спектроскопииПредлагается развитие метода электрохимической импедансной спектроскопии в области высокочастотных сигналов при помощи амплитудно-фазового подхода к анализу параметров биологических датчиков различной природы. В отличие от стандартных высокочастотных аналоговых интерфейсов систем электрохимической импедансной спектроскопии на основе квадратурной демодуляции использование пикового и фазового детекторов позволяет улучшить основные метрологические показатели, равно как и упростить аналоговый интерфейс при широкой полосе частот сигнала опроса биологических датчиков. Большой диапазон выходных напряжений и малая скорость их изменения позволяет использовать стандартные модули ввода аналоговых величин для ввода сигналов фазового детектора в ЭВМ для последующей цифровой обработки.Достижение предельных частотных свойств фазового детектора или детектора разности фаз (ФД) одновременно с оптимизацией других характеристик (площадь на кристалле, энергопотребление) требует минимизации тракта преобразования и отказа от использования обратных связей на пути прохождения СВЧ сигналов. 1), можно констатировать, что оптимальным является напряжение в диапазоне 1.2-1.3 В с токами коллектора около 1МА (напряжение коллектор-база равно нулю, режим диода). Затем XOR формирует на своем выходе широтно-импульсно модулированное (ШИМ) напряжение в зависимости от разности фаз ? на входах (рис. Далее ФНЧ интегрирует поступающие на него импульсы и на выходе схемы со временем устанавливается выходное напряжение UPHD (рис. Таким образом, обеспечение оптимальных режимов работы одновременно с максимизацией диапазона выходных напряжений наиболее быстродействующих биполярных транзисторов в техпроцессе TSMC 0.35um SIGE при СВЧ сигналах и шине питания 3,3В фактически обязывает использовать схемотехнику без каскодов, ориентированную на низковольтовые применения.Представленные результаты позволяют сделать вывод, что разработанная схема ФД при обработке выходных величин представленным алгоритмом способна обеспечивать высокие метрологические характеристики в СВЧ диапазоне. Точность и частотный диапазон фазового детектирования соответствует таковым для амплитудного детектирования [6], составляя таким образом единую сбалансированную систему EIS на основе амплитудно-фазового метода. Большой диапазон выходных напряжений и малая скорость их изменения позволяет использовать стандартные модули ввода аналоговых величин для ввода сигналов в ЭВМ.