昆虫触角电位记录仪的文献综述
- 前言
本人毕业设计的目的是研究并设计一台昆虫触角电位仪。该仪器可以检测、纪录最小100uV的小信号并在上位机显示。这种仪器中最重要的也是最困难的部分就是小信号处理的部分。因此，我所收集的绝大部分资料都是研究微弱信号放大、滤波以及噪声处理的。从时间上来看，大部分文献都是2010年以后的期刊、硕士论文。
- 正文
昆虫触角电位仪的研究与设计中最重要的也是最难的部分就是小信号处理的部分。直接使用模数转换采集比较微弱的信号的成本是比较高的。在技术上，实现起来的难度也较大。通常，小信号至少要被放大到几十毫伏才能通过普通的AD比较精准的采集到。昆虫触角信号的特点是低频、微弱、信号源内阻高。这就要求电路的设计必须该放大器须具有输入偏置电流非常小，差模输入阻抗非常高，共模抑制比高等特点。同时，在设计电路的时候每一个环节，都要考虑不能引入噪声。
（1）耦合方式
常见的耦合方式一共有三种：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。阻容耦合是两级之间通过电容连接，因电容具有“隔直”作用，所以各级的静态工作点相互独立，互不影响。因电容对交流信号具有一定的容抗，在信号传输过程中，会受到一定的衰减。尤其对于变化缓慢的信号。不便于传输。直接耦合已而为直接用导线连接所以信号可以毫无阻碍的传输，故交流信号和直流信号都可以放大。但是直接耦合存在着各级静态工作点互相牵制和零点漂移这两个问题。变压器耦合是指两级之间通过变压器连接，它和阻容耦合一样低频特性差。[1]
因为昆虫触角信号是低频微弱信号，所以根据三种耦合方式的特点，选择直接耦合最好。
（2）滤波器的选择
因为昆虫触角电位信号是低频信号，所以滤波器应该选择低通滤波器。
常见的低通滤波器有切比雪夫滤波器、椭圆函数型低通滤波器、巴特沃斯低通滤波器。切比雪夫滤波器在允许信号通过的范围内对信号的损耗等幅值的波动，因此常称其为等波纹滤波器。椭圆函数型低通滤波器，它的特点是拥有最小阻带衰减，两端点处的陡降性比较好，这种滤波器不管是通带还是阻带都会出现等波纹效应。巴特沃斯低通滤波器，在其允许通过信号的频带范围内对信号的损耗比较恒定，也就是说带内较为平坦，所以也经常被称为最平坦滤波器。[2]巴特沃斯低通滤波器在具有最大平坦幅频响应特性的同时，还具有良好的线性特性、结构简单、易于设计等优点。[3]
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