一种电流检测装置包括信号采集通道、信号放大模块、抗噪音模块、模数转换模块、DSP处理器及数据通信端口；信号采集通道与信号放大模块相连，用于采集电流信号；信号放大模块与抗噪音模块相连，用于放大接收的电流信号；抗噪音模块与模数转换模块相连，用于降低所接收的信号中的噪声干扰；模数转换模块将接收到的信号进行模数转换并通过I2C总线输出至DSP处理器；DSP处理器分别与数据通信端口以及信号采集通道相连，用于对信号采集通道进行控制，并对模数转换模块输出的数字信号处理后通过数据通信端口传输至上位机，通过上位机对数字信号进行接收和分析以完成电流检测。本装置具有高速采集并处理皮安级至飞安级超低电流信号的功能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种电流检测装置包括信号采集通道、信号放大模块、抗噪音模块、模数转换模块、DSP处理器及数据通信端口；信号采集通道与信号放大模块相连，用于采集电流信号；信号放大模块与抗噪音模块相连，用于放大接收的电流信号；抗噪音模块与模数转换模块相连，用于降低所接收的信号中的噪声干扰；模数转换模块将接收到的信号进行模数转换并通过I2C总线输出至DSP处理器；DSP处理器分别与数据通信端口以及信号采集通道相连，用于对信号采集通道进行控制，并对模数转换模块输出的数字信号处理后通过数据通信端口传输至上位机，通过上位机对数字信号进行接收和分析以完成电流检测。本装置具有高速采集并处理皮安级至飞安级超低电流信号的功能。【专利说明】电流检测装置以及电流检测芯片
本技术涉及化学分析技术及超低电流检测领域，尤其涉及一种能实现同时获取分析物的光信号、磁信号、超低电流信号的电流检测装置以及电流检测芯片。
技术介绍
针对微弱信号检测与分析是研究自然科学，揭示自然规律的有效途径，超低电流信号获取与检测是微弱信号检测的重要组成部分之一。在物理学、化学、生物学等自然科学的研究中，都会涉及到超低电流信号的检测。例如，近年来，随着纳米通道单分子电化学检测技术(Nanopore Technique)这一单分子行为检测的新型分析手段的快速发展，如何检测得到超低电流信号成为了该领域的重要支撑技术。通过对产生的超低电流信号(KIO—11 A)进行采集与分析，可实现对单个分子个体行为的解读。目前，基于超低电流检测的电化学技术已经用于DNA损伤的研究、单个多肽结构及蛋白质构型分析、单个DNA与靶分子间相互作用的探测识别、有机小分子化合物检测，并有望实现DNA测序。但是，在公开的微弱电流信号检测技术中，电流信号检测装置仅能检测到纳安级(I >10_9 A)的电流信号，这与现有的商品化电化学工作站水平相当，无法满足纳米通道技术对超低电流(KIO—11 A)的检测的需求。此外，现有的微弱电流检测装置易受外界环境影响，且只能完成单一的电流信号检测，无法在与光控、磁控等对平台联用时得到良好的信噪t匕。且因现有商品化电流检测装置体积大等因素，限制了其在科学研究中的应用，例如较难与有工作距离限制的暗场显微镜系统联用。
技术实现思路
本技术的一目的在于解决上述问题，提供一种电流检测装置，具有高速采集并处理皮安级至飞安级超低电流信号的功能，克服了现有低电流检测平台电流检测水平过低的技术问题。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案。一种电流检测装置包括信号采集通道、信号放大模块、抗噪音模块、模数转换模块、DSP处理器以及数据通信端口 ；所述信号采集通道与所述信号放大模块相连，用于采集电流信号并传输给所述信号放大模块；所述信号放大模块与所述抗噪音模块相连，用于对接收的电流信号进行放大处理后传送至所述抗噪音模块；所述抗噪音模块与所述模数转换模块相连，用于降低所述信号放大模块输出的信号中的噪声干扰；所述模数转换模块与所述DSP处理器相连，用于将接收到的信号进行模数转换并通过I2C总线输出至所述DSP处理器；所述DSP处理器分别与所述数据通信端口以及信号采集通道相连，用于对所述信号采集通道进行控制，并对所述模数转换模块输出的数字信号处理后通过所述数据通信端口传输至上位机，通过所述上位机对数字信号进行接收和分析以完成电流检测。进一步，所述信号采集通道采用至少一模拟开关BU4066BC。进一步，所述信号放大模块采用运算放大器。进一步，所述抗噪音模块采用具有抗混叠功能的低通滤波器。进一步，所述模数转换模块采用AD7760模数转换器。所述装置进一步包括一与所述DSP处理器相连的温度控制模块，用于对所述装置内各模块的温度及环境温度进行测量并实时控制。进一步，所述温度控制模块采用ADT7320温度传感器。本技术的再一目的在于解决上述问题，提供一种电流检测芯片，实现可检测到皮安级及以下超低电流，并可与光信号、磁信号等多种信号检测方式结合，提供不同检测环境下的超低电流信号的采集的功能。为实现上述目的，本技术提供一种电流检测芯片包括信号采集通道、信号放大模块、抗噪音模块、模数转换模块、温度控制模块、DSP处理器以及数据通信端口 ；所述信号采集通道与所述信号放大模块相连，用于采集电流信号并传输给所述信号放大模块；所述信号放大模块与所述抗噪音模块相连，用于对接收的电流信号进行放大处理后传送至所述抗噪音模块；所述抗噪音模块与所述模数转换模块相连，降低所述信号放大模块输出的信号中的噪声干扰；所述模数转换模块与所述DSP处理器相连，用于将接收到的信号进行模数转换并通过I2C总线输出至所述DSP处理器；所述温度控制模块与所述DSP处理器相连，用于对所述芯片内各模块的温度及环境温度进行测量并实时控制；所述DSP处理器分别与所述数据通信端口以及信号采集通道相连，用于对所述信号采集通道进行控制，并对所述模数转换模块输出的数字信号处理后通过所述数据通信端口传输至上位机，通过所述上位机对数字信号进行接收和分析以完成电流检测。进一步，所述芯片上设有电极，所述芯片固定于检测池侧部。进一步，所述芯片采用直流电源供电。本技术电流检测装置以及电流检测芯片的积极效果是:具有高速采集并处理皮安级至飞安级超低电流信号的功能，同时因集成化的设计策略和良好的噪声控制能力，可与包括光谱平台在内的多种平台联用从而实现光电信号等多种信号的实时在线分析，多路数据采集通道的设计也可满足多通道阵列式检测的需求。【专利附图】【附图说明】图1为本技术电流检测装置的结构框图；图2为本技术电流检测芯片的安放示意图。【具体实施方式】以下结合附图对本技术电流检测装置以及电流检测芯片作详细说明。首先结合附图给出本技术电流检测装置的【具体实施方式】。图1所示是本【具体实施方式】所述电流检测装置的结构框图，包括信号采集通道11、信号放大模块12、抗噪音模块13、模数转换模块14、DSP处理器15及数据通信端口 16。所述信号采集通道11与所述信号放大模块12相连，用于采集电流信号并传输给所述信号放大模块12。所述信号采集通道11可以选用具有高输出数字信号位数、高数据采样率、低噪音、低最大非线性率的多通道模拟开关控制，实现对电流信号的高速采集。作为优选的实施方式，所述信号采集通道11采用至少一模拟开关BU4066BC。由于模拟开关BU4066BC单个开关具有4个采集通道，所以采用多个模拟开关可构成多路采集通道。所述信号采集通道11由DSP处理器15进行控制，采集到的电流信号传输给信号放大模块12。所述信号放大模块12与所述抗噪音模块13相连，用于对接收的电流信号进行放大处理后传送至所述抗噪音模块13。作为优选的实施方式，所述信号放大模块12采用运算放大器。所述运算放大器采用基于最新拓扑结构设计的具有极低输入偏置电流、极低失调漂移的运算放大器，以达到高精度、低系统噪音的测量特性。为实现皮安级至飞安级超低电流信号的测量，所述运算放大器接入级采用10 6Ω以上的共模阻抗，使得运算放大器输入电流独立于共模电压。所述运算放大器输入偏置电流〈50 fA，并可通过激光调节其输入偏置电压及输入偏置电压调零。所述运算放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龙亿涛，应佚伦，高瑞，曹婵，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：实用新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。