本發(fā)明涉及一種信號放大器，特別是關于一種植物微弱電信號放大器。

背景技術(shù)：

到目前為止植物體內(nèi)有關動作電位的研究較多，研究發(fā)現(xiàn)動作電位普遍存于單細胞及多細胞的藻類、低等植物和高等植物中；對植物動作電位離子形成機制的研究認為鈣離子、氯離子、鉀離子以及質(zhì)子泵等都參與其中；光照刺激、電壓電流刺激、機械刺激、谷氨酸、熱刺激、低溫刺激等均可引發(fā)植物體內(nèi)動作電位的產(chǎn)生；產(chǎn)生動作電位的刺激需要達到一定的閾值才可引發(fā)動作電位的產(chǎn)生，且其幅度的大小不隨刺激強度的加大而增加，此外植物動作電位的產(chǎn)生受不應期的影響大。

系統(tǒng)電位在高等植物體內(nèi)可以被檢測到，其被認為是細胞膜的超極化、復極化過程；多種刺激(機械刺激、化學刺激)均可引發(fā)系統(tǒng)電位的產(chǎn)生，系統(tǒng)電位信號的大小受刺激強度的影響，且波形無特定類型。變異電位由較強的刺激(機械刺激、熱刺激和電刺激等)引發(fā)，為不規(guī)則信號，與系統(tǒng)電位類似，變異電位的產(chǎn)生無特定的閾值，信號強度與受刺激強度有關。

由于測量的材料、位置和目的等的不同，人們對于植物電信號的測量采取了不同的方法，按位置的不同可分為胞內(nèi)測量與胞外測量；按照不同的材料及目的需要，人們又采取了不同類型的電極來測量，包括：離子選擇電極、玻璃微電極、金屬電極、表貼電極等。雖然有諸多提取植物電信號的方法，但由于植物材料有著很高的阻抗、電信號微弱，且屬于慢波電位的特點，而實際所測的植物電信號為信號源在輸入阻抗上的分壓，所以這就要求對這些用不同方法提取的低頻信號進行高阻抗前置放大。早期由于條件限制人們用測謊儀、示波器、通用放大器對植物電信號進行研究，但由于精度所限，只能對毫伏級別的植物電信號進行探究，示波器及通用放大器的阻抗一般無法滿足植物高阻抗的需求，所以，由于精度及輸入阻抗無法滿足的原因，植物電信號的采集與分析受到極大的限制，此外由于這些設備的通道數(shù)有限，無法同時采集大量的數(shù)據(jù)。

隨著技術(shù)發(fā)展，由于動物生理實驗的需求，出現(xiàn)了精度高且功能較全的生物機能實驗系統(tǒng)，但一般的生物機能實驗系統(tǒng)的放大器阻抗只能滿足動物細胞電信號測量的阻抗要求，而植物細胞阻抗要高于動物細胞，因此在信號有效獲取方面無法很好滿足植物電信號采集的需求；由于植物電信號的低頻特性，與動物電信號的主要頻率分布有所不同，過多的采集頻域會引入不必要的噪聲，因此在頻率方面也無法很好滿足植物電信號采集的需求，此外，生物機能實驗系統(tǒng)的價格昂貴。

非損傷檢測方法(MIFE系統(tǒng)Microelectrode ion flux measurement和SIET系統(tǒng)Scanning ion-selective electrode technique)：根據(jù)物質(zhì)在溶液中擴散的特性，可在不破壞細胞的前提下對細胞的離子活動進行測量，雖然是無損測量，但其對電極間距離的精度和電極的性能要求極高，必須借助顯微操作，所以，很難在植物自然生長條件下進行測量，且由于受到空間的限制，無法對多細胞進行同時測量，即：無法對植物電信號進行多位立體測量。此外，此系統(tǒng)價格能貴，主要依賴進口。

膜片鉗技術(shù)：1980自Neher(內(nèi)爾)和Sakmann(薩克曼)根據(jù)電壓鉗技術(shù)發(fā)明膜片鉗技術(shù)以來，膜片鉗技術(shù)在植物電生理領域得到廣泛應用，幫助人們發(fā)現(xiàn)一系列植物離子通道，其測量模式一般可分為四種，即：貼附式記錄、全細胞記錄、內(nèi)膜向外記錄和外膜向外記錄；由于膜片鉗技術(shù)適用于單細胞測量，且電極需在細胞膜上對信號進行測量，但植物細胞有細胞壁的存在，因此這種技術(shù)更適用于對動物細胞或去除細胞壁的植物細胞(原生質(zhì)體)進行測量，不可應用于對植物某些組織或整個植株的電信號測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種植物微弱電信號放大器，其能對微伏級的植物電壓信號進行有效放大，可對多類型的植物電信號進行采集，靈敏度高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種植物微弱電信號放大器，其特征在于：它包括隔離變阻模塊、差分放大模塊、二級放大模塊、濾波模塊和調(diào)零與功率放大模塊；采集到的植物微弱電信號傳輸至所述隔離變阻模塊，所述隔離變阻模塊輸出端依次經(jīng)所述差分放大模塊、二級放大模塊和濾波模塊將植物微弱電信號放大濾波處理后，傳輸至所述功率放大模塊內(nèi)，完成對植物微弱電信號的放大。

所述隔離變阻模塊包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻R1、第二電阻R2、第一滑動電阻R3和第二滑動電阻R4；所述第一運算放大器的同相輸入端引腳與植物微弱電信號-Vin連接，所述第一運算放大器的反相輸入端引腳與其輸出端引腳連接后作為負向輸出端VO1-；所述第一運算放大器的正、負電源引腳分別連接正、負12V電源，一偏移引腳8接地，另一偏移引腳1經(jīng)所述第一滑動電阻R3與引腳5連接，且所述第一滑動電阻R3的滑動端與負電源引腳連接；所述第二運算放大器的各引腳連接方式以及該第二運算放大器與所述第二電阻R2和第二滑動電阻R4連接方式都與所述第一運算放大器連接方式相同，所述第二運算放大器的同相輸入端引腳與植物微弱電信號+Vin連接，所述第二運算放大器的反相輸入端引腳與其輸出端引腳連接后作為正向輸出端VO1+。

所述差分放大模塊包括第三運算放大器、抑制RF干擾電路、輸入偏置電流回路、旁路濾波電路和第十電阻R10；所述隔離變阻模塊的輸出端經(jīng)所述抑制RF干擾電路與所述第三運算放大器輸入端連接，所述輸入偏置電流回路與所述抑制RF干擾電路連接；所述第三運算放大器的一偏移引腳1經(jīng)所述第十電阻R10與另一偏移引腳8連接，引腳5接地，輸出引腳作為輸出端VO2；所述第三運算放大器正、負電源引腳分別連接正、負12V電源，且正電源引腳、負電源引腳還分別連接所述旁路濾波電路后接地。

所述抑制RF干擾電路包括第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容C1、第二電容C2和第三電容C3；所述隔離變阻模塊的負向輸出端與所述第五電阻R5一端連接，所述第五電阻R5另一端與所述第三電容C3一端連接，且所述第三電容C3一端還與所述第三運算放大器U3的反相輸入端引腳連接；所述隔離變阻模塊1的正向輸出端與所述第六電阻R6一端連接，所述第六電阻R6另一端與所述第三電容C3另一端連接，且所述第三電容C3另一端還與所述第三運算放大器U3的同相輸入端引腳連接；位于所述第五電阻R5另一端與所述第六電阻R6另一端之間并聯(lián)一個由所述第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)構(gòu)成的支路。

所述輸入偏置電流回路包括第七電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9；所述第七電阻R7、第八電阻R8串聯(lián)后構(gòu)成另一支路，該另一支路與由所述第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)構(gòu)成的支路并聯(lián)，所述第九電阻R9一端連接在所述第七電阻R7與所述第八電阻R8之間，所述第九電阻R9另一端連接在所述第一電容C1與所述第二電容C2之間并接地。

與所述正電源引腳連接的所述旁路濾波電路由第四電容C4構(gòu)成，與所述負電源引腳連接的所述旁路濾波電路由第五電容C5構(gòu)成。

所述二級放大模塊包括第四運算放大器、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C6和電容C7；所述第四運算放大器的同相輸入端引腳經(jīng)所述電阻R11與所述差分放大模塊的輸出端連接，反相輸入端引腳與所述電阻R12一端連接，且所述電阻R12一端還與所述電阻R13一端連接，所述電阻R13另一端接地；所述電阻R12另一端與所述第四運算放大器的輸出引腳連接后，作為所述二級放大模塊的輸出端；所述第四運算放大器正、負電源引腳分別連接正、負12V電源，且所述正電源引腳、負電源引腳還分別連接濾波用的所述電容C6和電容C7后接地；所述電阻R11的阻值等于電阻R12并聯(lián)電阻R13后的阻值。

所述濾波模塊采用巴特沃斯4階低通濾波器，該濾波器的輸入端連接所述二級放大模塊的輸出端，該濾波器的輸出端與所述調(diào)零與功率放大模塊連接。

所述調(diào)零與功率放大模塊包括第七運算放大器、第八運算放大器、電阻R14、電阻R15、電阻R16、滑動電阻R18、電阻R20至電阻R22、以及電容C12至電容C15；其中，所述第七運算放大器與所述第八運算放大器的外圍電路結(jié)構(gòu)相同，以所述第七運算放大器為例：所述濾波模塊的輸出端與所述電阻R16一端連接，所述電阻R16另一端與所述第七運算放大器的反相輸入端引腳連接，同相輸入端引腳經(jīng)所述電阻R15接地；在反相輸入端引腳端，還經(jīng)所述電阻R14與輸出端引腳連接，所述輸出端引腳經(jīng)所述電阻R21與所述第八運算放大器的反相輸入端引腳連接；所述第七運算放大器的正、負電源引腳分別連接正、負12V電源，且正電源引腳、負電源引腳還分別連接濾波用的所述電容C12和電容C13后接地；所述第八運算放大器的輸出引腳作為所述調(diào)零與功率放大模塊的輸出端。

所述第七運算放大器外圍電路中，位于所述電阻R14與反相輸入端引腳之間還與電阻R17一端連接，所述電阻R17另一端與所述滑動電阻R18的滑動端連接，且所述滑動電阻R18兩端連接至正、負12V電源。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明根據(jù)植物微弱電信號的特點設置適用植物的電壓信號采集放大器；根據(jù)植物材料本身高阻抗的特點，采用輸入阻抗很高的集成運算放大器對信號進行采集，根據(jù)植物電信號的頻域分布，采用適用于植物電信號頻率的濾波器，有效的抑制了工頻干擾和高頻噪聲。2、本發(fā)明采用抑制RF干擾電路對射頻信號的射頻干擾有一定的抑制作用，較為適合植物電信號采集的放大器。3、本發(fā)明根據(jù)所采集植物電信號的類型選擇放大倍數(shù)，可進行多類型的植物電信號進行采集。4、本發(fā)明中各個模塊的功能相對獨立，且采用精密運放，這就保證了每塊電路板功能的一致性，可獨立完成采集任務；因此不僅可制成單個電路板，進行單通道數(shù)據(jù)采集，也可制作多塊電路板，對多個信號進行多通道同時采集。5、本發(fā)明計靈敏度高，屬于微弱信號放大器，可對微伏級的植物電壓信號進行有效放大。6、本發(fā)明采用低成本、高精度集成運放，使得整個設計性能高且制作成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的隔離變阻模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的差分放大模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的二級放大模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的濾波模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的巴特沃斯4階低通濾波器頻率響應結(jié)果示意圖；

圖7是本發(fā)明的調(diào)零與功率放大模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例中輸入為零時植物電信號放大器輸出電壓幅值示意圖；

圖9是本發(fā)明實施例中電刺激誘導的向日葵電信號示意圖。

具體實施方式

由于植物電信號在植物生長發(fā)育中發(fā)揮著極為重要的作用，對于植物電信號的研究有助于更加深入地探究植物響應環(huán)境刺激的機制，不僅如此，植物電信號的采集與分析可與遙感技術(shù)相結(jié)合，通過對電信號的分析判斷農(nóng)田或森林可能存在的諸如干旱、病蟲害等問題，可實現(xiàn)對農(nóng)田或森林的遠程監(jiān)管。因此，本發(fā)明結(jié)合植物電生理信號的一些獨有特性，提供了一種植物微弱電信號放大器，其屬于植物電生理的多用途微弱電壓信號放大器。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種植物微弱電信號放大器，其包括隔離變阻模塊1、差分放大模塊2、二級放大模塊3、濾波模塊4和調(diào)零與功率放大模塊5。采集到的植物微弱電信號傳輸至隔離變阻模塊1，隔離變阻模塊1輸出端依次經(jīng)差分放大模塊2、二級放大模塊3和濾波模塊4將植物微弱電信號放大濾波處理后，傳輸至功率放大模塊5內(nèi)，完成對植物微弱電信號的放大。

如圖2所示，隔離變阻模塊1包括第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第一滑動電阻R3和第二滑動電阻R4。第一運算放大器U1的同相輸入端引腳3與植物微弱電信號-Vin連接，第一運算放大器U1的反相輸入端引腳2與其輸出端引腳6連接后作為負向輸出端VO1-。第一運算放大器U1的正、負電源引腳7、4分別連接正、負12V電源，偏移引腳8接地，偏移引腳1經(jīng)第一滑動電阻R3與引腳5連接，且第一滑動電阻R3的滑動端與負電源引腳4連接。第二運算放大器U2的各引腳連接方式以及該第二運算放大器U2與第二電阻R2和第二滑動電阻R4連接方式都與第一運算放大器U1連接方式相同，在此不再贅述；不同的是，第二運算放大器U2的同相輸入端引腳3與植物微弱電信號+Vin連接，第二運算放大器U2的反相輸入端引腳2與其輸出端引腳6連接后作為正向輸出端VO1+。本發(fā)明采用的隔離變阻模塊1能有效提高輸入阻抗，減少損耗，適用于植物細胞提供的很微弱的能量。因為，植物電信號放大器的輸入阻抗受到被測材料的阻抗特性、采集使用的電極類型以及電極與被測材料接觸面積的影響；通常放大器的輸入阻抗Z為外加輸入變量V和相應變量I之比：Z＝V/I；其功率P為：P＝V×I＝V²/Z＝Z×I²。一般金屬電極在檢測植物電信號時，與植物材料間的阻抗可達幾十千歐，直徑較小的玻璃微電極或離子選擇性電極與植物材料間的阻抗則更高，可達幾十兆歐，而植物細胞的源阻抗也為兆歐級別，因此植物電信號放大器的輸入阻抗應達到G歐級以上，才可保證有效的采集微弱植物電信號。

上述實施例中，第一運算放大器U1、第二運算放大器U2均采用Analog Devices公司生產(chǎn)的型號為AD795的低功耗、低噪聲精密FET運算放大器，它既具有雙極性輸入運算放大器的低電壓噪聲和低失調(diào)漂移，又具有FET輸入器件的極低偏置電流。10¹⁴(Ω)共模阻抗可確保輸入偏置電流實質(zhì)上與共模電壓和電源電壓變化無關。AD795具有出色的直流性能以及經(jīng)過測試的保證最大輸入電壓噪聲。在0.1Hz至10Hz頻帶內(nèi)的噪聲為：2.5μV p-p，最大輸入偏置電流為1pA，最大失調(diào)電壓為250μV，最大電源電流僅為1.5mA；因此，AD795可用于許多高輸入阻抗、低噪聲應用；由于失調(diào)電壓的存在，因此用兩個100K的可調(diào)電阻對失調(diào)電壓進行調(diào)零。

如圖3所示，差分放大模塊2包括第三運算放大器U3、抑制RF干擾電路、輸入偏置電流回路、旁路濾波電路和第十電阻R10。隔離變阻模塊1的輸出端經(jīng)抑制RF干擾電路與第三運算放大器U3輸入端連接，輸入偏置電流回路與抑制RF干擾電路連接。第三運算放大器U3的偏移引腳1經(jīng)第十電阻R10與偏移引腳8連接，引腳5接地，輸出引腳6作為輸出端VO2；第三運算放大器U3正、負電源引腳7、4分別連接正、負12V電源，且正電源引腳7、負電源引腳4還分別連接旁路濾波電路后接地。本發(fā)明采用差分放大模塊2實現(xiàn)對所測植物電信號兩電極之間的電位差進行測量。

其中，抑制RF干擾電路包括第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容C1、第二電容C2和第三電容C3。隔離變阻模塊1的負向輸出端VO1-與第五電阻R5一端連接，第五電阻R5另一端與第三電容C3一端連接，且第三電容C3一端還與第三運算放大器U3的反相輸入端引腳2連接；隔離變阻模塊1的正向輸出端VO1+與第六電阻R6一端連接，第六電阻R6另一端與第三電容C3另一端連接，且第三電容C3另一端還與第三運算放大器U3的同相輸入端引腳3連接。位于第五電阻R5另一端與第六電阻R6另一端之間并聯(lián)一個由第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)構(gòu)成的支路。

輸入偏置電流回路包括第七電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9。第七電阻R7、第八電阻R8串聯(lián)后構(gòu)成另一支路，該另一支路與由第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)構(gòu)成的支路并聯(lián)，第九電阻R9一端連接在第七電阻R7與第八電阻R8之間，第九電阻R9另一端連接在第一電容C1與第二電容C2之間并接地。

旁路濾波電路由電容構(gòu)成；與正電源引腳7連接的旁路濾波電路由第四電容C4構(gòu)成，與負電源引腳4連接的旁路濾波電路由第五電容C5構(gòu)成。

上述實施例中，第三運算放大器U3可以采用Analog Devices公司生產(chǎn)的型號為AD620的儀表放大器。AD620是一款低成本、高精度儀表放大器，僅需要一個外部電阻R_G來設置增益，增益范圍為1至10,000；AD620在0.1Hz至10Hz頻帶內(nèi)的噪聲為0.28μV p-p，具有高精度(最大非線性度40ppm)、低失調(diào)電壓(最大50μV)和低失調(diào)漂移(最大0.6μV/℃)特性，是精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想之選。如圖3所示，只需改變電阻R10的大小即可改變放大倍數(shù)；其增益公式：G＝49.4KΩ/R_G+1，R_G＝49.4KΩ/G-1。在本實施例中，優(yōu)選RG的值取為12.4K歐姆，增益倍數(shù)為：G＝9.998≈10。

如圖4所示，本發(fā)明采用二級放大模塊3對微弱的植物電信號進行再次放大，二級放大模塊3包括第四運算放大器U4、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C6和電容C7。第四運算放大器U4的同相輸入端引腳3經(jīng)電阻R11與差分放大模塊2的輸出端VO2連接，反相輸入端引腳2與電阻R12一端連接，且電阻R12一端還與電阻R13一端連接，電阻R13另一端接地。電阻R12另一端與第四運算放大器U4的輸出引腳6連接后，作為二級放大模塊3的輸出端VO3。第四運算放大器U4正、負電源引腳7、4分別連接正、負12V電源，且正電源引腳7、負電源引腳4還分別連接濾波用的電容C6和電容C7后接地。

上述實施例中，為了保持二級放大模塊3的對稱性，電阻R11的阻值應等于電阻R12并聯(lián)電阻R13后的阻值。

上述實施例中，第四運算放大器U4可以采用低噪聲、精密運算放大器OP27，它具有低噪聲：80nV p-p(0.1Hz至10Hz)、低漂移：0.2μV/℃和高共模抑制比(CMRR)：126dB(V_CM＝±11V)等特點，因此很適合做植物電信號的二級放大芯片。如圖4所示，同相比例運算電路增益公式為：VO3＝(1+R12/R13)Vin2，比例系數(shù)為：1+R12/R13(VO3≥Vin2)，本發(fā)明的二級放大模塊3能對信號進行10倍放大。

如圖5所示，濾波模塊4采用巴特沃斯4階低通濾波器，該濾波器的輸入端Vin4連接二級放大模塊3的輸出端VO3，該濾波器的輸出端VO5與調(diào)零與功率放大模塊5連接。在本實施例中，巴特沃斯4階低通濾波器中的兩個運算放大器均采用低噪聲、精密運算放大器OP27。如圖6所示，當信號頻率為1Hz時，信號增益為1，當信號頻率在5Hz和50Hz時，信號增益分別為99.88﹪和33.48﹪；可以看出工頻干擾得到了有效抑制，且在植物電信號的信號頻率范圍內(nèi)的信號幾乎完全通過。由于植物電信號屬于慢波電位，變化的過程從數(shù)百毫秒至數(shù)分鐘之久；研究表明植物電信號是一種微弱低頻信號，其功率譜小于5Hz，主要頻率范圍分布在小于1赫茲的頻帶，由Nyquist-Shannon采樣定理可知，放大器的采樣頻率只要在低頻范圍就可滿足植物電信號的采樣需求。因此本發(fā)明采用巴特沃斯4階低通濾波器，進而得到平滑的濾波信號，并且對50Hz及以上的工頻干擾進行更好的限制。

如圖7所示，由于植物電信號屬于接近直流的低頻微弱電信號，且需經(jīng)過高倍放大后才可進行采集與分析，而放大器都有直流偏置和失調(diào)電壓的存在，本發(fā)明采用低噪聲放大器對信號進行放大，并采用調(diào)零與功率放大模塊5進行反向求和運算調(diào)零對失調(diào)信號進行補償；調(diào)零后對信號進行功率放大，以滿足一般采集卡分辨率的要求。調(diào)零與功率放大模塊5包括第七運算放大器U7、第八運算放大器U8、電阻R14至電阻R17、滑動電阻R18、電阻R20至電阻R22、以及電容C12至電容C15。其中，第七運算放大器U7與第八運算放大器U8的外圍電路結(jié)構(gòu)相同，僅以第七運算放大器U7為例，對調(diào)零與功率放大模塊5進行詳細介紹。

濾波模塊4的輸出端VO5與電阻R16一端連接，電阻R16另一端與第七運算放大器U7的反相輸入端引腳2連接，同相輸入端引腳3經(jīng)電阻R15接地。在反相輸入端引腳2端，還經(jīng)電阻R14與輸出端引腳6連接，輸出端引腳6經(jīng)電阻R21與第八運算放大器U8的反相輸入端引腳2連接。第七運算放大器U7的正、負電源引腳7、4分別連接正、負12V電源，且正電源引腳7、負電源引腳4還分別連接濾波用的電容C12和電容C13后接地。其中，第八運算放大器U8的輸出引腳6作為調(diào)零與功率放大模塊5的輸出端VO5。

上述實施例中，在第七運算放大器U7外圍電路中，位于電阻R14與反相輸入端引腳2之間還與電阻R17一端連接，電阻R17另一端與滑動電阻R18的滑動端連接，且滑動電阻R18兩端連接至正、負12V電源。由滑動電阻R18負責對信號進行調(diào)零。

上述實施例中，第七運算放大器U7和第八運算放大器U8均采用精密運算放大器OP27。為了保證運算放大器兩輸入端外接電阻相等，本發(fā)明采用電阻R15與電阻R20分別作為第七運算放大器U7和第八運算放大器U8同相輸入端的外接電阻，即R15＝R16∥R17∥R14，R20＝R21∥R22。本發(fā)明采用由第八運算放大器U8、電阻R20、電阻R21和電阻R22構(gòu)成反比例運算放大器，增益公式為：VO5＝—(R22/R21)Vin5，比例系數(shù)為：—(R22/R21)。因此，調(diào)零與功率放大模塊5能根據(jù)需要對放大倍數(shù)進行設置。

實施例：為了綜合測試本發(fā)明植物電信號放大器的性能，制作了四通道的放大器電路板，電路板采用12伏充電鋰電池供電；數(shù)據(jù)采集卡采用NI(National Instruments)公司的NI USB-6008(12位,10kS/s,多功能DAQ采集卡)；電極采用直徑為0.1mm的鉑金金屬電極；根據(jù)一般植物電信號中動作電位的大小和采集卡電壓采集范圍，將電路板的增益倍數(shù)設為500。將放大器前端輸入為零，采集到的信號如圖8所示，信號噪聲波動幅度在5毫伏左右，噪聲有效值為3.5mV，根據(jù)增益倍數(shù)為500倍，可知放大器噪聲有效值為7微伏。以向日葵幼苗為材料，用放大器的其中一個通道對植物進行電信號進行實測，采用外部電壓刺激來誘導向日葵幼苗產(chǎn)生電信號，刺激所用電極為直徑0.1mm的鉑金絲，兩刺激電極間距離1cm，刺激電壓采用9V直流電壓，刺激時間為1秒，刺激電極與采集電極相距3cm，采集電極之間相隔5cm，刺激所誘導出的電信號波形如圖9所示；信號被放大500倍后，得到植物電信號的峰–峰值為18.32，噪聲有效值為37mV左右，信噪比為38㏒(18.32V/0.053V)，即96dB。由實測可知，本發(fā)明的植物電信號放大器可對微伏級別的植物電信號進行有效的測量，符合植物電信號測量的需求。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設置位置及形狀都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。