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光寻址电位传感器(LAPS)作为一种新型EIS型半导体场效应传感器,在生化量检测、食品监测、细胞代谢跟踪、疾病诊断等领域得到了广泛的应用。由于采用光寻址技术,LAPS与其他类型的生化传感器相比,具有无标记、集成度高、多通道测量的优点。
操作简单、便携、小型化是LAPS传感器系统优化的首要目的,而设计集成度高的光源控制系统是实现传感器系统优化的重要途径。本论文以此为研究方向,基于现场可编程门阵列(FPGA)芯片,以超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)完成FPGA逻辑开发,设计并实现体积小、多点测量、响应迅速、输出精度高的新型光源控制系统,以适应LAPS产业化的需要。
本文的LAPS光源控制系统,可实现:1)控制3×3红外发光二极管(IR-LED)光源阵列完成9个敏感单元的寻址;2)用户根据检测需求,可对光源阵列的寻址时间,光源发射光强、波形等参数进行自由设置;3)通过直接频率合成模块设计了分频功能,光源的调制频率可在1KHz~80KHz范围内,步进1KHz可调,满足了LAPS传感器对不同调制频率的要求;4)只需经过简单调整就能满足不同光源对工作电压的要求;5)具有电脑(PC)远程控制功能,用户通过安装在计算机上的光源系统控制软件,可以随时修改系统控制参数,查询传感器当前检测状态。
本文的光源控制系统具有功能丰富、体积小、易扩展的特点,能够有效的提高LAPS测试装置的集成度,并简化测试过程、提高自动化程度。