臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要以電壓式及電流式之雙模感測系統應用於酸鹼量測及血糖量測並搭配以儀表放大器、凖位調整器、低通濾波器、轉阻放大器及電壓隨耦器所組成之讀出電路，接著經由兩點校正演算法將訊號轉為正確之讀數，最後再將此讀數輸出至液晶顯示模組。
本論文之系統頻寬為0.1Hz、系統最大增益為10倍。酸鹼感測系統之最小顯示為0.01pH，量測範圍為pH2至pH12。血糖感測系統之量測圍為50mg/dL至200mg/dL，最小顯示為1mg/dL。

This thesis has been finished with voltage mode readout circuit for pH sensor and current mode readout circuit for blood sugar sensor. The readout circuit includes pre amplifier、level shift、transimpedance amplifier and buffer stage. The sensor signal was calibrated by two point calibration and displayed to the LCD module.
The bandwidth of system is 0.1Hz、gain of system is 10. The LSB of pH meter is 0.01pH and the range were measured between pH2 and pH12. The LSB of blood sugar meter is 1mg/dL and the range were measured between 50mg/dL and 200mg/dL.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 章節提要 3
第2章 理論背景 4
2.1 研究背景 4
2.2 文獻回顧 6
2.3 感測器製作方法 8
2.3.1 ISFET與EGFET之工作原理 9
2.4 生物感測器之分類方法 12
2.5 設計流程圖 16
第3章 系統架構及電路分析與設計 17
3.1 系統設計前言 17
3.2 系統架構 17
3.3 前置放大器之設計 21
3.3.1 儀表放大器之原理 21
3.3.2 儀表放大器之選擇 29
3.4 凖位調整電路 31
3.5 系統雜訊 34
3.5.1 熱雜訊( Thermal Noise ) 34
3.5.2 閃爍雜訊(Flicker Noise, 1/f Noise) 36
3.6 濾波器設計 38
3.6.1 濾波器之形式 39
3.6.2 濾波器之設計方法 43
3.7 轉阻電路設計 49
3.8 微控制器之類比數位轉換器 52
3.9 電壓隨耦器 58
3.10 兩點校正演算法與流程圖 59
第4章 結果與系統驗證 62
4.1 儀表放大器電路驗證 62
4.2 凖位調整電路驗證 64
4.3 低通濾波器驗證 65
4.4 兩點校正演算法驗證 67
4.5 生物離子感測器 69
4.5.1 酸鹼感測器 69
4.5.2 血糖感測器 70
4.6 系統實測 72
4.6.1 酸鹼感測系統量測 72
4.6.2 酸鹼感測系統實接 73
4.6.3 系統規格表 74
第5章 結論與未來展望 75
5.1 結論 75
5.2 未來展望 77
參考文獻 79

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