前置微小信號放大器在光聲血糖信號采集系統(tǒng)設計中的應用
【概述】
本研究中使用ATA-5000系列前置微小放大器，搭建光聲血糖信號采集實驗系統(tǒng)。目前血糖檢測技術主要有3類，分別為：有創(chuàng)血糖檢測技術、微創(chuàng)血糖檢測技術和無創(chuàng)血糖檢測技術，其中有創(chuàng)血糖檢測即常見的采血檢驗，多用于醫(yī)院中血液常規(guī)檢測，是目前應用最廣、技術最為成熟的技術。但由于頻繁地采血存在傷口感染的風險，因此血糖檢測技術從有創(chuàng)血糖檢測逐漸向微創(chuàng)/無創(chuàng)血糖檢測技術發(fā)展。
實驗名稱：光聲血糖信號采集系統(tǒng)設計與實驗
實驗原理：基于光聲效應：血糖分子在波長1064nm的單波長脈沖激光激勵下受熱膨脹，產(chǎn)生超聲波（即光聲血糖信號）；通過聚焦超聲探頭接收該超聲波，將其轉換為電信號，再經(jīng)信號放大、數(shù)據(jù)采集完成信號獲取。核心理論驗證依據(jù)：需滿足激光脈寬遠小于熱弛豫時間和應力松弛時間，確保激光能量全部轉換為光聲信號能量；同時通過計算光斑峰值功率密度，驗證信號強度足以被探測。
實驗框圖：
實驗實拍圖：
實驗過程：
系統(tǒng)搭建：
光學部分：脈沖激光器→耦合透鏡→多模光纖→物鏡；
聲學部分：塑料管→聚焦超聲探頭→前置信號放大器（增益60dB，放大微弱信號）→數(shù)據(jù)采集卡。
溶液配置：用高精度電子天平配置不同濃度葡萄糖溶液（0~435.6mg/dL），通過有創(chuàng)血糖儀（三諾GA-3）校準實際濃度。
信號采集：
向光聲池滴加待測溶液，調整激光垂直入射液面；
記錄示波器上的光聲信號，吸出溶液后用有創(chuàng)血糖儀測濃度并記錄；
重復操作，最終獲取192個有效光聲信號樣本，并通過“以純水信號為基準歸一化”校正多次實驗差異。
應用方向：
基于時頻特征的算法（S變換+Teager-Kaiser主能量）
基于波形特征的算法（受迫振動方程+證據(jù)回歸）
基于自相似焦元的證據(jù)融合算法，生物醫(yī)學工程研究，信號處理教學案例，后續(xù)技術迭代基礎
安泰放大器在此應用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：
一、超低噪聲與高增益——在強背景噪聲中有效提取聲信號
二、寬頻帶覆蓋——精準匹配光聲信號的寬頻響應特性，保障信號完整性
三、低失真與高輸入阻抗——保障信號源匹配與數(shù)據(jù)采集的純凈度
【推薦產(chǎn)品】：ATA-5000系列前置微小信號放大器
圖：ATA-5000系列前置微小信號放大器指標參數(shù)
本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請持續(xù)關注安泰電子官網(wǎng)m.fjiakun.cn或撥打029-88865020。