信号测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107727914A(43)申请公布日2018.02.23(21)申请号201710910470.5(22)申请日2017.09.29(71)申请人苏州涟漪信息科技有限公司地址215011江苏省苏州市苏州高新区竹园路209号创业园3号楼1810室(72)发明人刘晓稳刘杨(74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)11277代理人刘新宇(51)Int.Cl.G01R19/00(2006.01)G01R27/02(2006.01)G01N27/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称信号测量装置(57)摘要本发明提供一种信号测量装置，所述装置包括：运算放大器、比较器、采样电路和电路选择开关；其中，所述电路选择开关处于第一状态时，所述运算放大器构成积分器，所述采样电路构成电流采样电路，所述积分器、所述比较器和所述电流采样电路串联构成电流测量电路；所述电路选择开关处于第二状态时，所述运算放大器构成乘法器，所述采样电路构成阻抗采样电路，所述乘法器、所述比较器和所述阻抗采样电路串联构成阻抗测量电路。CN107727914ACN107727914A权利要求书1/1页1.一种信号测量装置，其特征在于，所述装置包括：运算放大器、比较器、采样电路和电路选择开关；其中，所述电路选择开关处于第一状态时，所述运算放大器构成积分器，所述采样电路构成电流采样电路，所述积分器、所述比较器和所述电流采样电路串联构成电流测量电路；所述电路选择开关处于第二状态时，所述运算放大器构成乘法器，所述采样电路构成阻抗采样电路，所述乘法器、所述比较器和所述阻抗采样电路串联构成阻抗测量电路。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运算放大器的第一输入端接收输入信号，第二输入端连接参考信号。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述比较器为迟滞比较器。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述乘法器用于提取所述输入信号的实部相关信息和虚部相关信息。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述乘法器将激励信号与参考信号正弦波相乘，以提取所述输入信号的实部相关信息，其中，所述激励信号经过待测样本后得到所述输入信号。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述阻抗采样电路采用与所述激励信号正弦波同相的信号进行所述实部相关信息的采样。7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述乘法器将激励信号与参考信号余弦波相乘，以提取所述输入信号的虚部相关信息，其中，所述激励信号经过待测样本后得到所述输入信号。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述阻抗采样电路采用与所述激励信号余弦波同相的信号进行所述虚部相关信息的采样。9.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述输入信号为电流信号。2CN107727914A说明书1/6页信号测量装置技术领域[0001]本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种信号测量装置。背景技术[0002]在生物传感器研究和检测方面，电流计和阻抗计是两个最主要测量技术。在很多论文中，这两种技术是相互依赖的。例如，抗体/抗原生物传感器中，电流计首先用于验证电极表面形成是否如预期。然后，再用阻抗计检测目标对象的浓度。此外，在蛋白质检测中，经常两种检测技术都需要。总之，电流计和阻抗计在生物电化学的研究中被广泛使用。但是，现有检测电路都是设计两套完全不同的电路分别实现电流计功能和阻抗计功能。导致芯片成本升高，芯片功耗的增加。[0003]生物电流的大小取决于生物表面和电极的尺寸。随着生物传感器灵敏度要求越来越高，电极尺寸越来越小的趋势，生物反应产生的电流低至fA级，如此微弱的电路对电路设计提出了很大的挑战。发明内容[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种信号测量的装置，能够有效减少芯片成本并降低芯片功耗。[0005]根据上述目的，本发明提供一种信号测量的装置，所述装置包括：运算放大器、比较器、采样电路和电路选择开关；其中，所述电路选择开关处于第一状态时，所述运算放大器构成积分器，所述采样电路构成电流采样电路，所述积分器、所述比较器和所述电流采样电路串联构成电流测量电路；所述电路选择开关处于第二状态时，所述运算放大器构成乘法器，所述采样电路构成阻抗采样电路，所述乘法器、所述比较器和所述阻抗采样电路串联构成阻抗测量电路。[0006]在一实施例中，所述运算放大器的第一输入端接收输入信号，第二输入端连接参考信号。[0007]在一实施例中，所述比较器为迟滞比较器。[0008]在一实施例中，所述乘法器用于提取所述输入信号的实部相关信息和虚部相关信息。[0009]在一实施例中，所述乘法器将激励信号与参考信号正弦波相乘，以提取所述输入信号的实部相关信息，其中，所述激