电阻抗成像系统的设计(2)

当运放工作在理想状态时，则输出电流为：

输出电流Ｉｏ的大小可以由输入电压Ｖｉ和采样电阻Ｒ５来控制，其精度取决于Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４的匹配程度。

２．２ 电极阵列的设计

由于本系统中使用的是峰－峰值为１～５ｍＡ的交流小信号，因此如果模拟开关（又称多路开关）选择不当，它会成为系统中的一个显著的误差源。经比较，选用ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ３０６，它具有下列功能：程序控制１６选１（由４个地址端和１个选通端决定），导通电阻ＲＯＮ＜１００Ω，通道间匹配误差＜５Ω，通道间串扰＜－９２ｄＢ，导通时对地泄漏电流＜２５ｎＡ，导通时对地等效电容＜１４０ｐＦ，开关时间＜４００ｎｓ。

每组四个ＭＡＸ３０６并联可以完成３２选２任意的电流注入方式和电压测量模式。图３是电压测量的原理图，驱动电流注入的原理图与图３类似。它们之间的区别只是信号的流程相反，前者是流出开关，后者则是流入开关。设计时为减小干扰，采用了高速光耦６Ｎ１３６进行隔离。

２．３ 激励注入与电压测量模式

本系统中激励源按一定的模式注入（如相邻模式或相对模式），通过ＰＣ机发出命令，由单片机来控制开关电极阵列依次选通激励电极对和测量电极对。当激励注入电极对转动一周时，就得到了能重建图像的一个数据组。

２．４ 电压测量放大与解调

ＥＩＴ系统中注入的为交流小信号，所以在测量端先进行隔直、缓冲和差动放大，同时要滤除信号中的噪声，以使后面的测量能得到较好的效果。这就要求选用的仪表运放具有高的ＣＭＭＲ和足够的带宽。本系统选用了ＡＤ公司的ＡＤ６２０。在频率小于１００ｋＨｚ的情况下，１０倍增益时的共模抑制比可以达到６