基于FPGA-MCU的電化學阻抗測試設備開發(fā).pdf

1、電化學阻抗法是一種暫態(tài)電化學技術，是電化學測量技術中一種十分重要的研究方法。近些年來，阻抗法在電極反應機理、電沉積、腐蝕和化學電源等研究領域中有著越來越多的應用。同時，隨著電子技術的不斷發(fā)展，電化學工作站越來越成為化學研究常用設備之一，而交流阻抗譜測量也越來越成為電化學工作站所必需提供功能之一。
　　 西方國家交流阻抗譜測量儀器研究開展較早，成果也相對豐富，目前已開發(fā)出最高掃頻頻率達8MHz的儀器。國內水平相對落后，目前水平掃頻

2、范圍最高頻率在115KHz一下，因此，研制一種掃頻范圍高至1MHz的阻抗譜測量儀器，對于縮小與國外差距，同時提供一種掃頻范圍適中、價格便宜的儀器供國內化學研究領域使用具有重要意義。
　　 本文簡要介紹了電化學阻抗譜理論和設計中所采用的測量相位差方法——數字相關法。硬件設計方面，采用了結合MCU和FPGA 技術的數字信號發(fā)生器，使用了高性能運算放大器來搭建恒電位儀。數據采集方面，低偏置電流、高輸入阻抗的電壓跟隨的使用減少了對被測體

3、系的負面影響，硬件同步的雙通道采樣和自動去直流偏置放大技術極大地提高了信噪比，大容量RAM的采用使系統能存儲更多采集數據，從而增加了積分時間，提高了測量精度。
　　 下位機是中起主控作用的是MCU，MCU負責接收和解釋來自上位機軟件的指令。
　　 軟件方面，介紹了一些下位機FPGA和MCU的編程思想。上位機應用軟件是基于Windows XP開發(fā)的，它使用方便、功能強大，能夠圖形實時顯示測量結果，當然這個不是本文重點。