基于ADuC841的膜片钳放大器的设计-家用便携式医疗

基于ADuC841的膜片钳放大器的设计
发表于：08-04-03　最后更新时间：08-11-26　所属论坛：家用便携式医疗
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kings
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膜片钳是细胞膜离子通道电流检测的重要工具。1976年Neher和Sakmann发明了膜片钳技术。
　　
　　此后由于巨欧姆阻抗封接方法的确立和几种方法的创建，1980年以来此技术已可用于很多细胞系的研究，目前，细胞膜离子通道的研究已经应用到了各种疾病的诊断治疗、药物作用、环境对细胞膜离子通道的影响以及经络研究等多个领域，因此，作为其测量工具的膜片钳技术也就得到了越来越多的重视，现在国内外有多个单位在从事膜片钳系统的开发与研究，其中包括德国HEKA公司生产的EPC系列、美国Axon公司生产的200B系列和国内华中科技大学研发的PC-II型膜片仪等，这些产品基本上都是由前端模拟电路完成电流信号的采集、转换和放大，在计算机上安装数据采集卡实现信号的采集，并在PC机安装专用的软件实现快慢电容和串联电阻补偿的调节以及采集到的电流信号的显示。不过这些产品膜片钳放大器部分的体积都比较大，价格也比较昂贵。一般在几万到几十万之间，更重要的是，由于模拟采集系统和PC机直接相连，所以PC机带来的干扰非常大，对抗干扰性能的要求很高。
　　为了解决上述问题，笔者研究了一种基于单片机的小型化膜片钳放大器，该膜片钳放大器分为上位机和下位机两个部分，下位机是一个以单片机为控制核心的采集系统，可以单独工作完成微电流信号的采集、放大、电容和电阻的补偿以及波形的显示和数据的存储，另外下位机还可以和上位机进行通讯，这里的通讯是采用红外传输方式实现的，用串口驱动红外发射器实现上位机和下位机的通讯，上位机主要是对下位机传输的信号进行处理和分析。
本系统的控制核心是美国ADI公司的一款高性能数据采集与处理系统器件ADuC841。这款SoC具有高精度、高速度、高可靠性、大容量非易失性存储的优点，是一款性价比很高的单片机，可极大的简化硬件电路设计、提高稳定性、缩短开发时间、提高性价比、从而使系统具有操作方便、成本低、体积小、输出波形稳定性好、质量高的特点。

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