适用于穿戴式EIT系统的3种Howland电流源电路性能对比研究

适用于穿戴式EIT系统的3种Howland电流源电路性能

对比研究

伏丹晨; 付峰; 史学涛; 刘本源; 杨滨; 马航; 李蔚琛; 夏军营

【期刊名称】《医疗卫生装备》 【年(卷),期】2020(041)001

【摘要】目的:对比标准Howland电流源电路、带缓冲反馈的Howland电流源电路和桥式Howland电流源电路在穿戴式电阻抗测量要求下的性能差异,为选择出一种更加适合于穿戴式电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)系统的电流源电路提供参考.方法:在对3种电流源电路结构进行分析对比的基础上,利用Multisim仿真软件对3种电流源电路的输出阻抗、恒流特性以及动态输出范围进行仿真分析,结合课题组设计的穿戴式EIT系统进行实测分析并与仿真结果进行对比.结果:仿真实验中,桥式Howland电流源电路在输出阻抗、恒流特性以及动态输出范围3个方面都明显优于标准Howland电流源电路和带缓冲反馈的Howland电流源电路,当施加50 kHz的激励信号时,桥式Howland电流源电路的输出阻抗可以达到6 MΩ以上;带缓冲反馈的Howland电流源电路的动态输出范围大于标准Howland电流源电路,而输出阻抗和恒流特性不如标准Howland电流源电路,这与电路分析的结果一致.实际电路测量中,桥式Howland电流源电路的恒流特性优于标准Howland电流源电路和带缓冲反馈的Howland电流源电路,输出阻抗大于标准Howland电流源电路和带缓冲反馈的Howland电流源电路,50 kHz输出阻抗实测能达到800 kΩ.结论:相对于其他2种电流源电路,桥式Howland电流源电路更加适合应用于穿戴式EIT系统.