【摘 要】
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新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019,Covid-19）,简称“新冠肺炎”,是指2019新型冠状病毒感染导致的肺炎。自2019年以来世界各地感染率迅速上升,截止2022年3月,全球日增确诊超过143万例,累计逾4.7亿例。目前还没有针对与Covid-19的特效药物,因此早期诊断和管理对遏制疫情至关重要。目前,实时逆转录-聚合酶链反应（Reverse Transcri
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新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019,Covid-19）,简称“新冠肺炎”,是指2019新型冠状病毒感染导致的肺炎。自2019年以来世界各地感染率迅速上升,截止2022年3月,全球日增确诊超过143万例,累计逾4.7亿例。目前还没有针对与Covid-19的特效药物,因此早期诊断和管理对遏制疫情至关重要。目前,实时逆转录-聚合酶链反应（Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR）是诊断的主要手段。实时RT-PCR进行分子诊断至少需要3小时,检测设备比较庞大,不易携带。因此,高灵敏度并且便携式的诊断方法,直接检测临床样本中的病毒抗原,是准确及快速Covid-19诊断的必要条件。在目前可用的许多诊断方法中,基于场效应晶体管（Field Effect Transistor,FET）的生物传感设备有几个优势,包括能够使用少量的分析物进行高灵敏度和瞬时测量。基于FET的生物传感器被认为在临床诊断、即时检测和现场检测中有潜在的有用价值,但是生物传感器的输出信号比较微弱,且存在噪声干扰。为了解决这些问题,本文提出了一种锁频数字系统,从干扰信号中提取出Covid-19 FET传感器输出的微弱电信号。该方法是利用数字锁相放大器对微弱信号进行精确锁定和放大。本系统利用FPGA方法来实现一个小型化、易携带的核酸检测装置。本锁频数字系统的设计与仿真基于Modelsim,并在Xilinx FPGA上实现和验证。测试结果表明,没有白噪声加入的情况下,系统对毫伏信号检测的相对误差小于1%,在信噪比为-26d B时,对毫伏信号检测的相对误差小于5.2%。通过与OE1201的对比测试,系统应用于Covid-19 FET传感器的检测误差小于19%,满足设计要求。
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