检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种检测装置，用于检测待测溶液的pH值，包括：传感器采集模块，包括与待测溶液接触的ISFET传感器阵列，所述传感器采集模块用于根据ISFET传感器阈值电压的变化，将生成的原始信号转换成脉冲信号；以及FPGA处理模块，用于处理所述脉冲信号中的脉冲信息，得到并输出该待测溶液的pH值。此外，本发明专利技术还提供了一种检测方法，通过本发明专利技术，能够直接通过FPGA芯片采集ISFET传感器的输出信号，减少模数转换给整个装置带来的大量功率损耗；同时采用低成本FPGA芯片作为处理模块，更灵活，能够实现高速稳定的数据处理，相比于专用集成芯片或基于软件的实现方式，本发明专利技术在成本、功耗和速度方面有显著提高。

Detection device and method

The invention provides a detection device for detecting the pH value of the solution to be measured, including a sensor acquisition module, including an ISFET sensor array contacting the solution to be measured, which is used to convert the generated original signal into a pulse signal according to the change of threshold voltage of the ISFET sensor, and a FPGA processing module for processing the pulse in the pulse signal. Impulse information, get and output the pH value of the solution to be measured. In addition, the invention also provides a detection method, through which the output signal of ISFET sensor can be collected directly through the FPGA chip to reduce a large amount of power loss caused by analog-to-digital conversion to the whole device; at the same time, the low-cost FPGA chip is used as the processing module, which is more flexible and can achieve high-speed and stable data processing, compared with the special integrated chip or software-based. The invention has remarkable improvement in cost, power consumption and speed.

【技术实现步骤摘要】
检测装置及方法
本专利技术涉及生物监测领域，尤其涉及一种检测装置及方法。
技术介绍
近些年来，ISFET在DNA测试方面取得巨大进展，对ISFET大规模矩阵的读出电路的研究也由此展开。但由于DNA序列很高的复杂性和庞大的数据量，基于ISFET的DNA测序仍然存在很大的非准确性。如凹槽之间的串扰，检测溶液的残留等，都影响着测试结果，错误的DNA序列应用到医疗中，对病人可能造成致命的伤害。所以ISFET传感器阵列检测电路的设计依然是DNA测序的关键技术。目前，将ISFET阵列、CPU(中央处理器)处理器和检测电路集成在一个PCB(印刷电路板)板上或是集成在一个单芯片上无疑是ISFET技术热门的解决方案。虽然通过工艺的改进，ISFET已经能够很好的与CMOS(互补金属氧化物半导体存储器)集成电路兼容，但随着集成电路向深纳米工艺方向发展，ISFET由于敏感栅极结构和测量间距的限制依然无法跟上集成电路的步伐，单芯片技术对工艺要求高，如果为了兼容ISFET采用大尺寸的CMOS工艺，对检测电路和数据处理部分则会浪费大量资源和功耗，并且单芯片结构功能相对单一，扩展能力差，成本较贵。板级设计方案则具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测装置，用于检测待测溶液的pH值，包括：传感器采集模块，包括与待测溶液接触的ISFET传感器阵列，所述传感器采集模块用于根据ISFET传感器阈值电压的变化，将生成的原始信号转换成脉冲信号；以及FPGA处理模块，用于处理所述脉冲信号中的脉冲信息，得到并输出该待测溶液的pH值。

【技术特征摘要】
1.一种检测装置，用于检测待测溶液的pH值，包括：传感器采集模块，包括与待测溶液接触的ISFET传感器阵列，所述传感器采集模块用于根据ISFET传感器阈值电压的变化，将生成的原始信号转换成脉冲信号；以及FPGA处理模块，用于处理所述脉冲信号中的脉冲信息，得到并输出该待测溶液的pH值。2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述ISFET传感器阵列，用于与待测溶液接触，得到并输出阈值电压；所述传感器采集模块还包括：信号发生器，用于产生形状规则的原始信号；以及信号转换电路，用于根据所述阈值电压的变化，将所述原始信号转换成脉冲信号。3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其中，所述脉冲信息包括脉冲宽度信息和脉冲频率信息。4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述FPGA处理模块包括：数值转换单元，用于接收所述脉冲信号，计算所述脉冲信号中脉冲信息的变化值，并将该变化值转换成pH值；以及数据输出单元，用于输出所述pH值。5.根据权利要求4所述的检测装置，其中，所述FPGA处理模块还包括：寻址单元，用于对所述ISFET传感器阵列进...

【专利技术属性】
技术研发人员：呼红阳，毕津顺，习凯，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11