[發明專利]基于Arduino實現時間電流法和循環伏安法的激勵信號生成電路及電化學檢測裝置

有效

• 申請號: 202010465031.X
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111781267B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 高偉寶;崔悅;趙玉萍
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/416;H03M1/82;H03K7/08
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 余功勛

1.一種基于Arduino實現時間電流法和循環伏安法的激勵信號生成電路，包括第一模數轉換單元、第二模數轉換單元、一反向電路單元及位于第一模數轉換單元與反向電路單元之間的一二階低通濾波單元；

每一模數轉換單元將接收到Arduino的數字信號轉化為模擬信號，并將各模擬信號分別發送至反向電路單元；反向電路單元根據接收到的模擬信號，生成一激勵信號；

其中，所述激勵信號生成電路中，第一模數轉換器的Vdd端與第一模數轉換器的Vref端分別連接至+2.5V供電電源，第一模數轉換器的A0端連接至+5V基準電位，第一模數轉換器的GND端接地，第一模數轉換器的信號輸入端連接至Arduino的信號輸出端，第一模數轉換器的輸出端連接至電阻R1的一端，電阻R1的另一端分別與電阻R2的一端及電容C1的一端相連，電阻R2的另一端分別與電容C2的一端及第一運算放大器的正極輸入端相連，電容C2的另一端接地，電容C1的另一端分別與第一運算放大器的負極輸入端、第一運算放大器的輸出端及電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端分別與電阻R4的一端及第二運算放大器的負極輸入端相連，第二模數轉換器的Vdd端與第二模數轉換器的Vref端分別連接至+2.5V供電電源，第二模數轉換器的A0端與第二模數轉換器的GND端分別接地，第二模數轉換器的信號輸入端連接至Arduino的信號輸出端，第二模數轉換器的輸出端連接至第二運算放大器的正極輸入端，電阻R4的另一端與第二運算放大器的輸出端相連；

第一模數轉換器與第二模數轉換器的型號包括MCP4725，第一運算放大器與第二運算放大器的型號包括OP297。

2.如權利要求1所述的激勵信號生成電路，其特征在于，第一模數轉換器與第二模數轉換器的地址不同。

3.一種基于Arduino實現時間電流法和循環伏安法的電化學檢測裝置，包括采用權利要求1-2中任一方法得到的激勵信號生成電路、三電極體系電路、測試電極、信號測量電路及電源信號電路；

激勵信號生成電路通過接收的Arduino數字信號，生成激勵信號；

三電極體系電路通過激勵信號在測試電極的工作電極和參比電極之間產生一個恒壓信號或一個三角波電壓信號；

信號測量電路將采集的測試電極的工作電極和對電極回路里的極化電流，轉化為數字信號，反饋至Arduino；

電源信號電路對激勵信號生成電路、三電極體系電路及信號測量電路提供電力。

4.如權利要求3所述的電化學檢測裝置，其特征在于，三電極體系電路中，電阻R5的一端連接至激勵信號生成電路的輸出端，電阻R5的另一端分別與第三運算放大器的負極輸入端及電阻R6的一端相連，第三運算放大器的正極輸入端接地，第三運算放大器的輸出端連接至測試電極的對電極，電阻R6的另一端分別與第四運算放大器的負極輸入端及第四運算放大器的輸出端，第四運算放大器的正極輸入端連接至測試電極的參比電極，測試電極的工作電極分別連接至第五運算放大器的負極輸入端、電阻R7的一端、電阻R8的一端及電容C3的一端，電阻R8的另一端連接至-2.5V供電電源，第五運算放大器的正極輸入端接地，第五運算放大器的輸出端分別與電阻R7的另一端及電容C3的另一端相連；第三運算放大器、第四運算放大器及第五運算放大器的型號包括OP297。

5.如權利要求4所述的電化學檢測裝置，其特征在于，信號測量電路中，電阻R9的一端連接至三電極體系單元的第五運算放大器的輸出端，電阻R9的另一端分別與電阻R10的一端、電容C4的一端及電容C5的一端相連，電阻R10的另一端連接第六運算放大器的正極輸入端，電容C4的另一端接地，電容C5的另一端分別與第六運算放大器的負極輸入端、第六運算放大器的輸出端及一數模轉換器的A1端相連，數模轉換器的Vcc端連接+5V基準電源,數模轉換器的Addr端與數模轉換器的Gnd端分別接地，數模轉換器的IIC端連接Arduino單元；第六運算放大器的型號包括OP297。