[发明专利]一种植物体内微弱电流检测放大器

权利要求书

1.一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：它包括弱电流电压转换模块、滤波模块和放大模块；采集到的微弱电流信号经所述弱电流电压转换模块转换为弱电压信号后，传输至所述滤波模块内进行滤波处理，处理后的弱电压信号传输至所述放大模块内进行放大处理，实现对植物体内微弱电流信号的检测；

所述弱电流电压转换模块包括运算放大器U1、电阻R1至电阻R7、滑动电阻R8、电容C1、电容C2和多路开关；采集到的微弱电流信号传输至所述运算放大器U1的反相端；所述电阻R1至电阻R4一端并联，另一端分别连接至所述多路开关的四个输入引脚，所述多路开关的四个输出引脚并联后连接至所述运算放大器U1的输出端，与所述运算放大器U1的输出端连接后作为所述弱电流电压转换模块的输出端；所述运算放大器U1的反相端还与所述电阻R1至电阻R4的并联端连接，且在所述电阻R1与所述多路开关第一输入引脚之间还与所述电容C1一端连接，所述电容C1另一端与所述多路开关的四个输出引脚并联；所述运算放大器U1的同相端经所述电阻R5接地，位于同相端与所述电阻R5之间与所述电阻R6一端并联，所述电阻R6另一端与所述电阻R7一端串联，所述电阻R6与所述电阻R7之间并联所述电阻C2后接地；所述电阻R7另一端与所述滑动电阻R8的滑动端连接；所述运算放大器U1的正、负电源引脚分别连接正、负12V电源，所述滑动电阻R8一端连接至所述运算放大器U1的负电源引脚，另一端连接至所述运算放大器U1的正电源引脚。

2.如权利要求1所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：采集到的微弱电流信号经弱电流电压转换后输出的电压V_Out为：

V_Out＝-(I_in-I_b)·R

式中，I_in为输入微弱电流信号，I_b为所述运算放大器U1的偏置电流，R为反馈电阻，由所述电阻R1至电阻R4构成。

3.如权利要求2所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述反馈电阻R值设定为1M欧姆到10G欧姆之间。

4.如权利要求1所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述运算放大器U1采用超低输入偏置电流运算放大器AD549L，最大偏置电流为60fA。

5.如权利要求1所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述滤波模块采用由电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C4和运算放大器U2构成的二阶巴特沃斯低通滤波器进行低通滤波；所述电阻R9一端与所述弱电流电压转换模块输出端连接，另一端经所述电阻R10与所述运算放大器U2的同相端连接；位于所述电阻R9与所述电阻R10之间与所述电容C3一端并联，所述电容C3另一端连接至所述运算放大器U2反向端；所述运算放大器U2的反相端与输出端并联后作为所述滤波模块的输出端；位于所述运算放大器U2的同相端与所述电阻R10之间并联所述电容C4后接地。

6.如权利要求5所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述运算放大器U2采用精密运算放大器OP27。

7.如权利要求5所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述滤波模块采用的截止频率为33Hz。

8.如权利要求1所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述放大模块包括运算放大器U3、电阻R11至电阻R13、电容C5和滑动电阻R14；所述电阻R11一端与所述滤波模块输出端连接，另一端与所述运算放大器U3反相端连接，位于所述电阻R11与反相端之间还与所述电阻R12一端并联；所述电阻R12另一端与所述运算放大器U3输出端连接后作为所述放大模块的输出端，且位于所述电阻R12两端还并联有所述电容C5；所述运算放大器U3同相端经所述电阻R13接地；所述运算放大器U3的两偏移引脚之间连接有所述滑动电阻R14，所述滑动电阻R14的滑动端连接至正电源引脚。

9.如权利要求8所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述运算放大器U3采用精密运算放大器OP27。

10.如权利要求8所述的一种植物体内微弱电流检测放大器，其特征在于：所述放大模块采用放大倍数为10倍，互阻放大倍数A为：

A＝V÷I_in′＝R′×10

式中，V为最终输出电压，I_in′为所述放大模块的输入信号，R′为所述运算放大器U3的反馈电阻，由所述电阻R12构成。