技术特征：
1.一种检测电路，其特征在于，包括信号采集模块、控制器、电压处理模块和检测单元，其中，检测单元，用于检测液体离子浓度，所述检测单元包括第一输出端和第二输出端，在检测液体离子浓时所述第一输出端和所述第二输出端的输出电压不同；所述信号采集模块，与所述检测单元电连接，用于采集所述第一输出端和所述第二输出端的输出电压；所述控制器分别与所述信号采集模块和所述电压处理模块电连接，所述控制器根据所述第一输出端和所述第二输出端的输出电压，控制所述电压处理模块提供频率和幅值可调的可变电压给所述检测单元，使得所述第一输出端和所述第二输出端的输出电压相同，离子浓度根据所述可变电压的幅值得到。2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电压处理模块包括电压信号输出电路、第一放大电路和第一滤波电路，其中，所述电压信号输出电路的输入端与所述控制器电连接，所述控制器向所述电压信号输出电路的输入端输入脉冲宽度调制信号，所述电压信号输出电路的输出端输出第一电压或第二电压，并发送至所述第一放大电路，所述第一放大电路对所述第一电压或所述第二电压进行放大，发送至第一滤波电路，所述第一滤波电路对所述第一电压或所述第二电压中的高频信号进行过滤，得到所述可变电压。3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述电压信号输出电路包括第一电压输入端、第二电压输入端、第一电阻和第二电阻，还包括单刀双掷开关和使能控制电路，其中，所述第一电阻的一端与所述第一电压输入端电连接，所述第一电阻的另一端与所述单刀双掷开关电连接；所述第二电阻的一端与所述第二电压输入端电连接，所述第二电阻的另一端与所述单刀双掷开关电连接；所述使能控制电路的输入端与所述控制器电连接，所述使能控制电路所述使能控制电路的输入端输入脉冲宽度调制信号，所述使能控制电路的输出端与所述单刀双掷开关的使能端电连接，所述脉冲宽度调制信号为高电平时控制所述单刀双掷开关与所述第一电阻导通，所述脉冲宽度调制信号为低电平时控制所述单刀双掷开关与所述第二电阻导通。4.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述使能控制电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一三极管，其中，所述第一电阻的一端与所述使能控制电路的输入端电连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第七电阻的一端和所述第一三极管的栅极电连接；所述第七电阻的另一端接地；所述第八电阻的一端与高电位信号端电连接，另一端与所述第一三极管的第一极电连接；所述第一三极管为npn型三极管，所述第一三极管的第一极还与所述单刀双掷开关的使能端电连接，所述第一三极管的第二极接地。5.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述第一放大电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一放大器、第一可变电阻和第一电容，其中，所述第三电阻的一端接地，所述第三电阻的另一端分别与所述第一可变电阻的一端、
所述第一电容的一个极板以及所述第一放大器的第一输入端电连接；所述第四电阻的一端与所述单刀双掷开关的输出端电连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第一放大器的第二输入端和所述第五电阻的一端电连接；所述第五电阻的另一端接地；所述第一可变电阻的另一端、所述第一电容的另一个极板、所述第一放大器的输出端均与所述第一滤波电路电连接。6.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括第九电阻和第二电容，其中，所述第九电阻的一端与所述第一放大电路的输出端电连接，所述第九电阻的另一端与所述检测单元的输入端电连接；所述第二电容的第一极板与所述检测单元的输入端电连接，所述第二电容的第二极板接地。7.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述检测单元包括相互电连接的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管，还包括第一电压信号端、第二电压信号端、第三电压信号端、和可变电压信号端；所述第一电压信号端与所述第一晶体管的栅极连接，所述第二电压信号端与第二晶体管的栅极连接，所述第三电压信号端与第三晶体管的栅极连接，所述可变电压信号端与所述第四晶体管的栅极连接，所述第四晶体管的栅极沟道上方覆盖有离子敏感膜；所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极连接至第一供电端，所述第一晶体管的漏极与所述第三晶体管的源极连接至所述第一输出端，所述第二晶体管的漏极与所述第四晶体管的源极连接至所述第二输出端；所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极连接至第二供电端，将所述检测器件置于待检测溶液中，调节所述可变电压信号端的电位，使得所述第一输出端和所述第二输出端之间的电位差为0或固定值；在所述第一电位输出端和所述第二电位输出端之间的电位差为0或固定值时，根据此时调节后的所述可变电压信号端的电位，计算得到所述待检测溶液的浓度；所述第一放大电路包括并行的第一放大子电路、第二放大子电路、第三放大子电路和第四放大子电路，所述第一滤波电路包括并行的第一滤波子电路、第二滤波子电路、第三滤波子电路和第四滤波子电路，其中，所述第一滤波子电路的输入端与所述第一放大子电路的输出端电连接，所述第一滤波子电路的输出端与所述第一电压信号端电连接；所述第二滤波子电路的输入端与所述第二放大子电路的输出端电连接，所述第二滤波子电路的输出端与所述第二电压信号端电连接；所述第三滤波子电路的输入端与所述第三放大子电路的输出端电连接，所述第三滤波子电路的输出端与所述第三电压信号端电连接；所述第四滤波子电路的输入端与所述第四放大子电路的输出端电连接，所述第四滤波子电路的输出端与所述可变电压信号端电连接。8.根据权利要求7所述的检测电路，其特征在于，还包括第一电压跟随电路，所述第一电压跟随电路包括第一子电压跟随电路、第二子电压跟随电路、第三子电压跟随电路和第四子电压跟随电路，其中，所述第一子电压跟随电路、第二子电压跟随电路、第三子电压跟随电路和第四子电压
跟随电路均包括第二放大器；所述第一子电压跟随电路、第二子电压跟随电路、第三子电压跟随电路和第四子电压跟随电路的第一输入端均与所述电压信号输出电路的输出端电连接；所述第一子电压跟随电路的第二输入端与所述第一子电压跟随电路的输出端电连接且与所述第一放大子电路电连接；所述第二子电压跟随电路的第二输入端与所述第二子电压跟随电路的输出端电连接且与所述第二放大子电路电连接；所述第三子电压跟随电路的第二输入端与所述第三子电压跟随电路的输出端电连接且与所述第三放大子电路电连接；所述第四子电压跟随电路的第二输入端与所述第四子电压跟随电路的输出端电连接且与所述第四放大子电路电连接。9.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电压处理模块包括第一电路和第三电压跟随电路，所述第一电路包括第十电阻、第十一电阻、第三放大器、第二可变电阻、第三电容，其中，所述第十一电阻的一端与所述控制器的第一数模转换器端口电连接，所述第十一电阻的另一端与所述第三放大器的第一输入端电连接；所述第十电阻的一端接地，所述第十电阻的另一端与所述分别与所述第三放大器的第二输入端、所述第三电容的第一极板、以及所述第二可变电阻的一端电连接；所述第三放大器的另一端与所述第三电压跟随电路的第一输入端电连接；所述第二可变电阻的另一端与所述第三电压跟随电路的第一输入端电连接；所述第三电容的第二极板与所述第三电压跟随电路的第一输入端电连接；所述第三电压跟随电路的第二输入端与所述第三电压跟随电路的输出端电连接，所述第三电压跟随电路的输出端与所述检测单元电连接，向所述检测单元输出所述可变电压。10.根据权利要求9所述的检测电路，其特征在于，所述检测单元包括相互电连接的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管，还包括第一电压信号端、第二电压信号端、第三电压信号端、和可变电压信号端；所述第一电压信号端与所述第一晶体管的栅极连接，所述第二电压信号端与第二晶体管的栅极连接，所述第三电压信号端与第三晶体管的栅极连接，所述可变电压信号端与所述第四晶体管的栅极连接，所述第四晶体管的栅极沟道上方覆盖有离子敏感膜；所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极连接至第一供电端，所述第一晶体管的漏极与所述第三晶体管的源极连接至所述第一输出端，所述第二晶体管的漏极与所述第四晶体管的源极连接至所述第二输出端；所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极连接至第二供电端，将所述检测器件置于待检测溶液中，调节所述可变电压信号端的电位，使得所述第一输出端和所述第二输出端之间的电位差为0或固定值；在所述第一电位输出端和所述第二电位输出端之间的电位差为0或固定值时，根据此时调节后的所述可变电压信号端的电位，计算得到所述待检测溶液的浓度；所述第三电压跟随电路的输出端与所述可变电压信号端电连接。11.根据权利要求10所述的检测电路，其特征在于，所述电压处理模块还包括第二电路、第四电压跟随电路、第五电压跟随电路和第六电压跟随电路，所述第二电路包括第十二
电阻、第十三电阻、第三可变电阻、第四电容、第四放大器，其中，所述第十三电阻的一端与所述控制器的第二数模转换器端口电连接，所述第十三电阻的另一端与所述第四放大器的第一输入端电连接；所述第十二电阻的一端接地，所述第十二电阻的另一端分别与所述第四放大器的第二输入端、所述第三可变电阻的一端、以及所述第四电容的第一极板电连接；所述第四放大器的输出端分别与所述第四电压跟随电路的第一输入端、第五电压跟随电路的第一输入端和第六电压跟随电路的第一输入端电连接；所述第三可变电阻的另一端分别与所述第四电压跟随电路的第一输入端、第五电压跟随电路的第一输入端和第六电压跟随电路的第一输入端电连接；所述第四电容的第二极板分别与所述第四电压跟随电路的第一输入端、第五电压跟随电路的第一输入端和第六电压跟随电路的第一输入端电连接；所述第四电压跟随电路的第二输入端与所述第四电压跟随电路的输出端电连接，所述第四电压跟随电路的输出端与所述第一电压信号端电连接；所述第五电压跟随电路的第二输入端与所述第五电压跟随电路的输出端电连接，所述第五电压跟随电路的输出端与所述第二电压信号端电连接；所述第六电压跟随电路的第二输入端与所述第六电压跟随电路的输出端电连接，所述第六电压跟随电路的输出端与所述第三电压信号端电连接。12.根据权利要求11所述的检测电路，其特征在于，所述第一数模转换器端口输出的信号与所述第二数模转换器端口输出的信号相同。13.根据权利要求11所述的检测电路，其特征在于，所述第一数模转换器端口复用为所述第二数模转换器端口。14.根据权利要求13所述的检测电路，其特征在于，所述电压处理模块还包括第二放大电路，所述第二放大电路包括并行的第五放大子电路、第六放大子电路、第七放大子电路和第八放大子电路，其中，所述第五放大子电路的输入端与所述第四电压跟随电路的输出端电连接，所述第五放大子电路的输出端与所述第一电压信号端电连接；所述第六放大子电路的输入端与所述第五电压跟随电路的输出端电连接，所述第六放大子电路的输出端与所述第二电压信号端电连接；所述第七放大子电路的输入端与所述第六电压跟随电路的输出端电连接，所述第七放大子电路的输出端与所述第三电压信号端电连接；所述第八放大子电路的输入端与所述第三电压跟随电路的输出端电连接，所述第八放大子电路的输出端与所述可变电压信号端电连接。15.根据权利要求14所述的检测电路，其特征在于，所述第五放大子电路、第六放大子电路、第七放大子电路和第八放大子电路中均包括第四可变电阻，所述第二可变电阻、所述第四可变电阻均为数字电位计。16.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，还包括差分放大电路，所述差分放大电路分别与所述检测单元和所述信号采集模块电连接，用于对所述第一输出端和所述第二输出单的输出电压进行差分放大，并发送至所述信号采集模块。17.根据权利要求16所述的检测电路，其特征在于，所述差分放大电路包括：
第五放大器，所述第五放大器的第一输入端与所述第一输出端电连接；第十四电阻，所述第十四电阻的一端与所述第五放大器的第二输入端电连接；第十五电阻，所述第十五电阻的一端与所述第五放大器的第二输入端电连接，所述第十五电阻的另一端与所述第五放大器的输出端电连接；第六放大器，所述第六放大器的第一输入端与所述第二输出端电连接，所述第六放大器的第二输入端与所述第十四电阻的第二端电连接；第十六电阻，所述第十六电阻的第一端与所述第六放大器的第二输入端电连接，所述第十六电阻的第二端与所述第六放大器的输出端电连接；第十七电阻，所述第十七电阻的一端与所述第五放大器的输出端电连接；第十八电阻，所述第十八电阻的一端与所述第六放大器的输出端电连接；第十九电阻，所述第十九电阻的一端接地，所述第十九电阻的第二端与所述第十七电阻的第二端电连接；第二十电阻，所述第二十电阻的第一端与所述第十八电阻的第二端电连接；第七放大器，所述第七放大器的第一输入端与所述第十九电阻的第二端电连接，所述第七放大器的第二输入端分别与所述第十八电阻的第二端、所述第二十电阻的第一端电连接，所述第七放大器的输出端与所述第二十电阻的第二端电连接；所述第七放大器的输出端还与所述信号采集模块电连接。18.根据权利要求16所述的检测电路，其特征在于，还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路的一端与所述差分放大电路的输出端电连接，所述第二滤波电路的另一端与所述信号采集模块电连接，用于对所述差分放大电路放大后的电压进行滤波。19.根据权利要求18所述的检测电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括：第二十一电阻，所述第二十一电阻的第一端与所述差分放大电路的输出端；第五电容，所述第五电容的第一极板接地，所述第五电容的第二极板与所述第二十一电阻的第二端电连接；第二十二电阻，所述第二十二电阻的第一端与所述第二十一电阻的第二端电连接；第六电容，所述第六电容的第一极板接地，所述第六电容的第二极板与所述第二十二电阻的第二端电连接；第二十三电阻，所述第二十三电阻的第一端与所述第二十二电阻的第二端和所述第六电容的第二极板电连接；第二十四电阻，所述第二十四电阻的第一端接地；第八放大器，所述第八放大器的第一输入端与所述第二十四电阻的第二端电连接，所述第八放大器的第二输入端与所述第二十三电阻的第二端电连接，第八放大器的输出端与所述信号采集模块的输入端电连接；第二十五电阻，所述第二十五电阻的第一端分别与所述第二十二电阻的第二端、所述第六电容的第二极板、所述第二十三电阻的第一端电连接，所述第二十五电阻的第二端分别与所述第八放大器的输出端电连接；第七电容，所述第七电容的第一极板分别与所述第二十三电阻的第二端、和所述第八放大器的第二输入端电连接，所述第七电容的第二极板与所述第八放大器的输出端电连接。
20.根据权利要求19所述的检测电路，其特征在于，所述第二十一电阻、所述第二十二电阻、所述第二十三电阻和第二十五电阻的阻值均等于r，所述第五电容、所述第六电容、所述第七电容的电容值均等于c，所述第二滤波电路的截止频率为fc，其中，21.根据权利要求19所述的检测电路，其特征在于，所述第二十一电阻的阻值为r1，所述第二十二电阻的阻值为r2，所述第二十五电阻的阻值为r5，所述第二滤波电路的通带电压增益为av，其中，
技术总结
本发明公开了一种检测电路，包括：检测单元，用于检测液体离子浓度，包括第一输出端和第二输出端，在检测液体离子浓度时第一输出端和第二输出端的输出电压不同；信号采集模块，与检测单元电连接，用于采集第一输出端和第二输出端的输出电压；控制器分别与信号采集模块和电压处理模块电连接，控制器根据第一输出端和第二输出端的输出电压，控制电压处理模块提供频率和幅值可调的可变电压给检测单元，使得第一输出电压和第二输出端的输出电压相同，离子浓度根据可变电压的幅值得到。本发明通过控制器控制电压处理模块能够为检测单元提供不同的电压，测出不同离子浓度下检测单元的阈值电压变化量，还能够避免或减小检测误差。还能够避免或减小检测误差。还能够避免或减小检测误差。
技术研发人员：蒋慧慧 粟平 章凯迪 席克瑞 朱清三 高苏 程南凤
受保护的技术使用者：成都天马微电子有限公司
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/29