模拟基础知识： 阻抗测量仪器仪表

 进行设计时，工程师必须满足或超过仪器仪表和测量设备的设计目标。在设计过程中，针对测试和测量方法与方案使用精确而适当的仪器仪表尤为重要。为了更好地帮助设计工程师，本文将讨论进行精确数据采集时所面临的难题——特别是在复阻抗测量系统中。

阻抗测量是一项困难的信号处理工作，并且在很多传感器和诊断类应用中正变得越来越重要，比如医学样本分析、生物医学组织的电阻率/传导性、液体环境分析以及传感器接口。阻抗转换工作习惯上采用分立式解决方案完成，但通常需要具备高级模拟设计技巧，以便提取未知阻抗的频率响应信号，如图1所示。

图1. ADI AD5933与AFE相配合，用于测量凝血测量系统中的地基准阻抗

分析复阻抗测量时，可能会遇到下列难题：

· 如何以DDS输出频率为基础，控制ADC采样频率(窗口采样与相干采样)

· 如何管理元件选择

· 开发软件以控制DDS

· 确定FFT需要的软件

· 如何计算误差预算

· 确定温度效应

为了测量液体的电导率或阻抗，必须将探针插入液体中。您不仅可以测量液体的电阻，还能测量可能是由于液体中的金属物质所导致的任何容性效应。为了在校准和未知阻抗间切换，可以使用外部CMOS开关。