Multiplexing-Lösung für eine hohe Anzahl von Eingängen in einem Gittermuster?

Also arbeite ich gerade an einem Projekt, um ein großes Elektrodensensorarray zur Messung des Biopotentials (128 x 128 Sensoren) zu implementieren, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden (~ 0,06 cm horizontal und vertikal). Die Signale selbst sind relativ klein und liegen in der Größenordnung von zehn bis hundert Mikrovolt.

Ich möchte eine beliebige 64-Sensor-Teilmenge dieser Signale auswählen und sie an eine Verstärkerschaltung und dann an eine ADC-Schaltung leiten, die mit 250 Hz abgetastet wird (jedes ausgewählte Signal hat seinen eigenen jeweiligen Verstärker-/ADC-Pfad. Also 64 Ampere und 64 ADCs, einer von jeweils für jedes ausgewählte Signal). Die Konfiguration ausgewählter Signale ändert sich nur einmal alle halbe Minute oder so, daher ist die Umschaltgeschwindigkeit nicht von größter Bedeutung.

Allerdings bin ich mir nicht sicher, wie ich die Signale auswählen soll, die ich richtig verwenden soll. Es scheint nicht praktikabel, 1 Signal direkt aus über ~ 16.000 möglichen Quellen auszuwählen, wenn eine enorme Anzahl von Eingängen zu einem oder mehreren Multiplexern vorhanden ist. Ich stelle mir vor (und erinnere mich vage, einige Ansätze wie diesen gelesen zu haben), dass ich das Gittermuster nutzen könnte, um ohne viel Logik aus den analogen Eingängen auszuwählen, aber ich bin mir nicht ganz sicher, wie ich das machen könnte.

Ich würde einige Datenblätter zur Verfügung stellen, um zu helfen, aber ich betrachte dies immer noch aus einem sehr Top-Down-Blickwinkel, um es konzeptionell klar in meinem Kopf zu bekommen, bevor ich bestimmte Komponenten und dergleichen heraushämmere.

Vielen Dank im Voraus für jede Hilfe, die Sie leisten können.

Sie müssen viel mehr Informationen liefern. Was sind die Sensoren? Links zu Datenblättern? Welche Spannung? Welche Reaktionszeit zum Beispiel auf Multiplexing Power?
Haben Ihre Sensoren eine Ausgangsaktivierungsfunktion?
"Beliebige Teilmenge" ist auch furchtbar vage. Meinen Sie eine 8x8-Kachel benachbarter Sensoren oder etwas anderes?
@DaveTweed Nicht unbedingt 8x8. Mit "willkürlich" meine ich, dass sie ohne Muster überall im Raster sein könnten. Vladimir Cravero: Nein, tun sie nicht, aber das liegt daran, dass ich versuche, das Sensorauswahlschema selbst zu entwickeln. Vielleicht ist das aber eine mögliche Lösung? Ich werde versuchen, der Frage ein bisschen mehr Details hinzuzufügen, ich ändere sie jetzt.
Sie sagen uns immer noch nicht, was die Sensoren sind, und das ist wichtig. Wenn sie zweiadrig sind, wie RTDs, könnte es einfach sein. Wenn sie dreiadrig sind (V +, GND und Ausgang), wird es ziemlich anders. „V“ oder „Volt“ gemäß SI-Einheiten. Einheitennamen nach einer Person werden in abgekürzter Form großgeschrieben, aber kleingeschrieben, wenn sie ausgeschrieben werden.

Antworten (2)

Wenn Ihre Biosensoren einen niedrigen niedrigen Zout haben, können Sie einfach die Kontakte scannen, einen Kontakt nach dem anderen, mit der Gewissheit, dass die Eingangskapazität des Multiplexers vom Biosensor vollständig aufgeladen wird. Ihre Abtastzeit wäre 1/(250 Hz * 16) oder 4.000 Hz oder 250 uSekunden.

Wenn Ihre Multiplexer (vielleicht X und Y) und Verstärker Cin insgesamt 30 pF haben, können Sie einen 10-Meg-Ohm-Biosensor Rout haben, der 300 uS Tau produziert.

Ist Ihr Biosensor also durch 10 Megaohm Rout gut beschrieben und in der Lage, 30 pF durch die Zellwand auf dieses Aktivierungspotential von 10 mV oder 100 mV aufzuladen?

Beachten Sie, dass ein einzelnes TAU des Absetzens einen Fehler von 37 % aufweist. Sie benötigen 90 % (2 Tau) oder 3 oder 4 Tau, wenn Sie eine 1 %-Datenmessung benötigen.

Bei 4 Tau, bei 30 pF, für 60 Mikrosekunden Tau, kann der Biosensor R nur 2 Megaohm betragen.

Nachdem Sie die erste Antwort akzeptiert haben, ist hier ein anderer Ansatz (es ist eigentlich das Papier, das ich erwähnt habe, an das ich mich vage in der Frage erinnere). Es ist keine ganz "willkürliche" Auswahl, wie ich sie in die Frage gestellt hätte, aber sie ist ziemlich nah dran. Es geht bis zu Blöcken mit ziemlich hoher Dichte (maximal 23x23), aber ansonsten können Sie den Eingang beliebig wählen. Link ist hier für alle, die sich für diese Methode interessieren.