CN105850048A

CN105850048A - 精确双极电流模式数模转换器

Info

Publication number: CN105850048A
Application number: CN201480055256.0A
Authority: CN
Inventors: W.陈
Original assignee: Xagenic Inc
Current assignee: Xagenic Inc
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-08-10
Also published as: EP3031138A4; CA2920619A1; EP3031138A1; US20150041317A1; US9735798B2; WO2015021337A1

Abstract

提供了精确双极数模转换器（DAC），其提供具有基本上固定的零中心点的双极电流输出。DAC包括：配置成响应于指示数字数据的参考信号而提供具有第一电位的第一模拟电流信号和具有第二电位的第二模拟电流信号的数模转换器电路；配置成通过从第一模拟电流信号减去第二模拟电流信号来提供双极电流信号的减法器电路；以及电耦合到减法器电路和数模转换器电路并配置成修改第二电位使得第二电位等于第一电位的第一控制电路。

Description

精确双极电流模式数模转换器

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年8月7日提交的美国临时申请No.61/863,403的优先权，该临时申请由此通过引用整体并入本文中。

背景技术

在电子装置设计中的普通任务是为了控制各种系统的目的而将数字信号转换成其模拟等效形式。例如，在医学诊断装置中，数模转换器（DAC）可用于控制应用于正由电化学检测测试的样本的信号扫描。因为目标分析物的准确检测关键取决于装置检测在特定的信号振幅处的反应的能力，用于控制信号扫描的控制电路（和因而DAC）将精确信号振幅应用于测试样本是重要的。然而，在真实世界部件中的制造和其它缺陷在转换过程中引入误差（系统的和随机的）。在很多数模转换架构（特别是具有双极输出的那些转换架构）中，要求昂贵的修整步骤、更昂贵的精确部件、在生产线上的附加的设备成本或大范围的校准来改进中心或零点的准确度，以便得到期望精度。如果输出不在零上定中心，则零的数字输入可以产生非零模拟输出。这样的修整不仅增加DAC的成本，而且随着时间的过去还危害DAC的稳定性，因为修整本身由于由温度、部件老化和电源变化而引起的飘移而退化。选择修整元件所要求的人为输入因素也使DAC的大量生产困难。

发明内容

本文公开了提供具有基本上固定的零中心点的双极电流输出的用于精确双极数模转换器（DAC）的系统、装置和方法。在特定实施例中，精确DAC从彼此减去常规DAC的正补偿电流输出以提供双极电流输出。这样的减去允许从一对单极电流输出实现双极输出而不使电流输出管脚的电位偏移或使最终输出电平移动，这可能要求附加的修整步骤或减小转换准确度。

在一个方面中，用于将数字数据转换成模拟输出信号（例如双极模拟输出）的精确数模转换器（DAC）包括：配置成响应于数字数据（例如数字信号输入）而提供具有第一电位的第一模拟电流信号和具有第二电位的第二模拟电流信号的数模转换器电路；配置成通过从第一模拟电流信号减去第二模拟电流信号来提供双极电流信号的减法器电路，双极电流信号具有零中心点；以及电耦合到减法器电路和数模转换器电路并配置成修改第二电位使得第二电位等于第一电位的第一控制电路。在一些实施例中，第一电位由在DAC外部的电压源（例如外部电路）设置。电压源可以例如来自接收模拟输出信号的电路块的输入级。在特定实施例中，第一控制电路配置成维持基本上固定在零中心点处的双极模拟信号。在一些实施例中，第一控制电路配置成提供具有零中心点的双极模拟信号而没有校准或修整。在特定实施例中，第一电位是追踪或被保持在来自DAC的另一部分而不是数模转换器电路的零参考电位处的输出电位。

在特定实施例中，第一和第二电流信号中的至少一个基本上被维持在地电位处。第一和第二电流信号可以是互补的。DAC还可包括配置成将第一和第二电流信号中的至少一个基本上维持在地电位处的第二控制电路。在一些实施例中，第一控制电路包括耦合到减法器电路的公共节点输入的伺服电路网络，且伺服电路网络操作来将第一和第二电流信号维持在基本上相同的电位处。在特定实施例中，伺服网络包括放大器，其具有耦合到补偿网络并耦合到第一和第二电流信号中的一个的第一输入、耦合到双极电流信号并耦合到第一和第二电流信号中的另一个的第二输入以及耦合到减法器电路的公共节点输入和电容器的输出的输出。减法器电路可包括电流镜网络。在一些实施例中，DAC包括一个或多个R-2R电路网络、字符串DAC或二进制加权电流操纵的DAC。数模电路可包括在精确电阻器网络中的多个电阻器和多个电容器。在特定实施例中，DAC被包括在单片集成电路芯片中。在一些实施例中，DAC被包括在护理点（point-of-care）诊断装置中。

在另一方面中，用于执行目标分析物的电化学检测的诊断系统包括DAC；配置成接收数字数据并提供指示施加到与目标分析物电接触的反电极的参考信号的数字设定点值的处理器电路，其中DAC的模拟输出信号指示数字设定点值；以及配置成接收模拟输出信号并响应于该信号而将电位施加到反电极的伺服回路电路。在又另一方面中，用于使用先前描述的精确数模转换器（DAC）将包括一系列二进制数字的数字数据转换成双极模拟信号的方法。

附图说明

在考虑结合所附附图理解的下面的详细描述时，前述和其它目的和优点将是明显的，其中相似的附图标记始终指的是相似的部件，且其中：

图1描绘在电压输出配置中的常规数模转换器；

图2示出根据一些实现的例证性精确DAC；

图3示出根据一些实现的配置成提供具有在零处的固定中心点的双极电流输出的例证性精确DAC的示意图；

图4描绘根据一些实现的用于使用精确数模转换器将包括一系列二进制数字的数字数据转换成双极模拟信号的流程图；

图5描绘根据一些实现的用于接收、准备和分析生物样本的药筒（cartridge）系统；

图6描绘根据一些实现的用于分析检测系统的药筒；

图7描绘根据一些实现的自动测试系统；

图8描绘代表性电催化检测信号；

图9描绘具有病原体传感器和寄主传感器（host sensor）的分析室；

图10描绘具有病原体传感器和寄主传感器的分析室；以及

图11描绘分析室的附加实施例。

具体实施方式

本公开通常涉及提供具有基本上固定的中心点的双极输出的精确双极DAC。为了提供对本文所述的系统、装置和方法的全面理解，将描述特定例证性实施例。应理解，虽然被示出用于在医学诊断系统中使用，本文公开的系统、装置和方法也可被使用在通用电路中，包括在结合专用或通用控制电路的使用的单片集成电路中。在一个方面中，精确DAC拓扑使用低成本部件提供具有被保证的零点准确度的双极电流输出。在零处的固定中心点确保对应于零的数字输入使DAC供应零的模拟输出。例证性实现利用匹配的部件的集合，其本身不要求绝对准确度。电流输出而不是电压输出的使用在特定实现中在精确系统中提供附加的EMI优点。部分地由于在特定实现中分开修整要求的消除，DAC可以比常规设计更容易合并在单个芯片上的单片集成电路中。

根据一个方面，用于将包含一系列二进制数字的数字数据转换成双极模拟信号的精确数模转换器（DAC）包括数模转换电路、减法器电路和一个或多个控制电路。数模转换电路配置成响应于指示数字数据的数字字而提供第一和第二电流信号。减法器电路电耦合到数模电路并配置成通过从第一电流信号减去第二电流信号而提供双极电流输出信号。控制电路电耦合到减法器电路并修改第二电位，使得它等于第一电位。

图1描绘根据一些实现的在电压输出配置中的常规数模转换器。在常规DAC拓扑中，修整元件（例如小心制造的或小心选择的反馈电阻器R_fb）提供DAC 102的电流输出的绝对按比例缩放。这样的常规DAC电路通过使I_OUT2管脚的电位偏移或通过使最终电压输出V_OUT电平移动来从一对单极电流输出实现双极电压输出。在这个架构中的反馈电阻器的使用引入昂贵的修整步骤，其由于温度、部件老化和电源变化而易于漂移。此外，使I_OUT2管脚的电位偏移而不是将它生硬地保持在地电位处引入使双极输出更难以实现的转换准确度问题。

图2示出根据一些实现的例证性精确DAC 100。在这个例子中，DAC 100配置成提供模拟电流输出。该输出具有在大约零处的基本上固定的中心点。DAC 100包括接收参考信号104和数字输入信号的常规DAC 102。参考信号104是代表满刻度输出的电流或电压信号。DAC 102基于数字输入和（可选地）参考信号来提供电流输出I_OUT1和I_OUT2。I_OUT1具有第一电位v₁，而I_OUT2具有第二电位v₂。第一电位v₁具有与节点I_OUT相同的电位。第一电位v₁可由在DAC 100的外部的另一部件或电路（例如互阻抗级或到虚拟地的连接）设置。DAC 102可以是使用数模转换器电路的任何适当的常规数模转换器。例如，DAC 102可以是提供电流输出的单或多位串行输入数模转换器。

根据一个方面，减法器电路106耦合成接收DAC 102的输出并基于所接收的信号I_OUT1和I_OUT2来提供双极输出电流信号。以这种方式，在系统100中的拓扑能够提供具有基本上固定在零处的中心点的双极输出，从而改进输出信号的准确度。减法器电路106从彼此减去正（补偿）电流输出I_OUT1和I_OUT2。减法器电路106的输出I_OUT1-I_OUT2是指示数字数据的模拟等效形式的双极电流信号。中心点准确度通过电路对I_OUT1/I_OUT2划分准确度和电流镜对称性（这两者由于现代制造实践而都是高度准确的）的依赖性来保证。为了改进输出信号的精确度，控制电路114用于将I_OUT1和I_OUT2维持为规定电位（例如地电位或电源的电位）。在这个例子中，控制电路114包括补偿网络108（例如电容器）和耦合在I_OUT2和减法器电路106之间的放大器110。然而，可使用其它适当的伺服回路。

图3示出根据一些实现的配置成提供具有在零处的固定中心点的双极电流输出的例证性精确DAC 200的示意图。数模转换器电路202类似于DAC电路102（图1）。在这个例子中，DAC 202是从单个3V到5V电源操作的12位、串行输入、电流输出、模数（DAC）转换器。DAC 202是一般在数字转换器中用于提供电流输出并一般连接到（由反馈电阻器R_FB按比例缩放）电流到电压（I/V）转换器的常规现成转换器。然而，DAC 202被不同地配置在精确DAC 200中。在特定实现中，不是耦合到I/V转换器，DAC 202的输出I_OUT1和I_OUT2被提供到系统200中的电流镜U302。电流镜U302从彼此减去正补偿电流输出I_OUT1和I_OUT2以提供初始双极输出而不使电位偏移或使最终输出电平移动。电流镜U302可以是具有适当地匹配的部件的任何常规电流镜。节点I_setpoint由精确DAC 200所驱动的电路（未示出）保持在地电位处。为了维持电流划分准确度，在一些实现中，I_OUT1也被保持在地电位处。这通过使用伺服回路120补偿电流镜的公共节点（电流镜104的管脚3）来完成，所述伺服回路120包括放大器U303和电容器C304。

在一些实现中，经由通过小心的布局来消除接地点电压误差来进一步改进准确度。例如，接地点电压误差可由在放大器U303的管脚3和DAC 202的管脚1之间的紧密耦合的欧姆连接来减小或消除。电阻器R303、电容器C305和电容器C304的值由电路稳定性要求确定，而放大器U303的选择和电路的动态阻抗由I_Setpoint驱动。用于调谐这些部件的方法是本领域中的技术人员公知的。可使用电流源馈送参考电压VREF，这确保绝对满刻度准确度。同时，因为I_OUT1/I_OUT2的电流划分比和电流镜104非常准确，双极信号输出具有零中心点。因此，对应于零的数字输入导致基本上等于零的模拟输出。输出信号的精确度取决于配对的准确度，而不是各个电流的绝对值。电流镜准确度可以被放宽（2倍），因为I_OUT1/I_OUT2电流划分已经有助于总电流平衡。

图4描绘根据一些实现的用于使用精确数模转换器将包括一系列二进制数字的数字数据转换成双极模拟信号的流程图450。可使用上述精确DAC来实现由流程图450描述的方法。在步骤452中，响应于数字字使用DAC（例如图2中的DAC 102）而提供第一和第二模拟电流信号。第一模拟电流信号具有第一电位，而第二模拟电流信号具有第二电位。参考信号可以是一系列二进制数字，且作为响应而提供的电流信号可以是一对互补的电流信号。在步骤454中，减法器从第一模拟电流信号减去第二模拟电流信号以提供双极电流信号。减法可由电流镜（例如图3中的电流镜U 302）或任何其它适当的减法电路执行。在步骤456中，控制电路修改第二电位，使得它等于第一电位。使电流输出的电位均衡可改进提供第一和第二电流信号的DAC电路的划分准确度。因此，由流程图450描述的方法可将一系列数字值转换成双极模拟信号。

上面所述的系统、电路、装置和方法可合并在用于使用电催化技术来检测目标标记物的存在或缺乏的诊断系统中。电化学技术（包括但不限于循环伏安法、电流测定法、计时安培分析法、差分脉冲伏安法、热量测定法和电位测定法）可用于检测目标标记物。精确数模转换器可用于控制信号扫描，其应用于正通过电化学检测而测试的样本。下面提供如应用于当前系统的这些技术之一的简要描述，应理解，电催化技术是例证性的和非限制性的，以及可设想用于与当前系统的其它系统、装置和方法使用的其它技术。美国专利No. 7,361,470和7,741,033以及PCT申请No. PCT/US12/024015中更详细描述了电催化技术的应用，其由此通过引用整体并入本文中。

图8的图表200描绘代表性电催化检测信号。信号发生器（例如恒电位器）用于在电极处施加电压信号。信号发生器可响应于数字输入使用本文公开的精确DAC来提供模拟信号输出。例如，精确DAC可用于使在两个点之间的所施加电压循环或斜坡变化（ramp），例如从0 mV到-300 mV并回到0 mV，同时结果的电流被测量。相应地，图表200描绘沿着水平轴在0 mV和-300 mV之间的对应电位处沿着垂直轴的电流。数据曲线202表示在缺乏目标标记物的情况下在电极处测量的信号。数据曲线204表示在存在目标标记物的情况下在电极处测量的信号。如可在数据曲线204上看到的，在存在目标分子的情况下记录的信号提供更高振幅的电流信号，特别是当比较峰值208与位于大约-100 mV处的峰值206时。相应地，可区分标记物的存在和缺乏。

在特定应用中，单个电极或传感器配置有两个或更多的探针，其布置成紧接于彼此或在室内的顶部上或极接近以便提供目标并控制在甚至更小的护理点大小配置中的标记物检测。例如，单个电极传感器可耦合到两种类型的探针，其配置成与两个不同的标记物杂交。在特定方法中，单个探针配置成使两个标记物杂交并检测两个标记物。在特定方法中，两种类型的探针可以按不同的比率耦合到电极。例如，第一探针可以在与第二探针的2:1的比率下存在于电极传感器上。相应地，传感器能够提供多个分析物的分立检测。例如，如果第一标记物存在，则将生成第一分立信号（例如电流）量值，如果第二标记物存在，则将生成第二分立信号量值，如果第一和第二标记物两者都存在，则将生成第三分立信号量值，以及如果任意一个标记物存在，则将生成第四分立信号量值。类似地，也可针对增加数量的多目标检测实现附加的探针。

在特定方面中，本文所述的传感器和电极集成到感测或分析室中，例如在护理点装置中，以分析来自生物寄主的样本。图9描绘具有病原体传感器406和寄主传感器410的分析室400。室400包括形成空间的壁402和404，样本与该空间保持在一起并在传感器406和410处被分析。病原体传感器406包括导电迹线408以将传感器406连接到控制仪器，例如恒电位器。寄主传感器410也使用导电迹线412连接到外部或控制仪器。病原体传感器406和寄主传感器410分开距离X₁。

在特定方面中，本文所述的系统、方法和装置集成到感测或分析室中，例如在护理点装置中，以分析来自生物寄主的样本。图10描绘具有病原体传感器406和寄主传感器410的分析室400。室400包括形成空间的壁402和404，样本与该空间保持在一起并在传感器406和410处被分析。病原体传感器406包括导电迹线408以将传感器406连接到控制仪器，例如恒电位器。寄主传感器410也使用导电迹线412连接到外部或控制仪器。病原体传感器406和寄主传感器410分开距离X₁。

病原体传感器406用于确定标记物是否存在于样本中。虽然未在图10中描绘出，病原体传感器406包括配置成耦合到来自病原体的目标标记物的探针。在特定方法中，探针是缩氨酸核酸探针。例如，耦合到病原体传感器406的探针可包括与来自病原体的核苷酸序列（其是那个病原体所独有的）互补的核苷酸序列。

寄主传感器410包括配置成耦合到寄主标记物的探针。寄主标记物是来自生物寄主的内生元素，例如DNA序列、RNA序列或缩氨酸。例如，耦合到寄主传感器410的探针可配置有与人类基因组所独有的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。在特定方法中，用于寄主标记物的探针是缩氨酸核酸探针。优选地，寄主标记物存在于从人类患者取得的每个生物样本中，并因此可用作对于分析过程的阳性内部对照。相应地，在寄主传感器410处的寄主标记物的检测用作对于化验的对照。具体地，寄主标记物的检测确认样本从寄主（例如患者）被正确地取得，样本被正确地处理，以及在分析室中的探针和标记物的杂交已经成功地发生。如果化验的任何部分失败且寄主标记物未在寄主传感器410处被检测到，则化验被考虑为不确定的。

病原体传感器406和寄主传感器410使用在美国专利No. 7,361,470和7,741,033以及PCT申请No. PCT/US12/024015中详细描述的电催化方法来操作（虽然也可在其它诊断方法中应用本文讨论的这样的传感器和内部对照技术）。图10仅描绘两个传感器，但可使用任何数量的传感器。例如，室400可包括多个病原体传感器406和多个寄主传感器410。当使用多个传感器时，每个传感器可以可选地配置成感测不同的目标标记物，以便检测不同病原体、不同寄主或相同病原体或相同寄主的不同部分的存在或缺乏。在替换的方法中，使用多个病原体传感器406，但每个病原体传感器配置成感测相同的目标标记物，以便提供那个目标标记物的存在或缺乏的附加验证。类似地，也可使用多个寄主传感器410，其中每个传感器配置成检测相同寄主目标标记物的存在或缺乏以提供测量的附加验证。

图11描绘分析室的附加实施例。室500与室400的类似之处在于它包括壁402和404、病原体传感器406和寄主传感器410。室500附加地包括非感测（non-sense）传感器414。类似于病原体传感器406和寄主传感器410，非感测传感器414使用导电迹线416电耦合到控制仪器，例如恒电位器。非感测传感器414还可包括电极，例如纳米结构微电极。非感测传感器414包括探针，例如探针106。在特定方法中，非感测探针是缩氨酸核酸探针。然而，非感测探针不配置成与来自病原体或生物寄主的标记物配对。替代地，耦合到非感测传感器414的探针具有在病原体或生物寄主中找不到的结构，例如核苷酸序列。非感测传感器用作附加的对照以验证在分析室500内的条件可提供准确的感测结果。非感测传感器414针对非特定结合进行测试。核苷酸序列的非特定结合可出现在室500中的不适当的杂交条件下。例如，当pH、离子强度或温度不适合于准确测试时，非特定结合可出现。如果结合出现在非感测传感器414处，则其它非特定结合可发生在病原体传感器406和寄主传感器410处，且因此化验将是不准确的。非感测传感器414因此能够充当针对测试条件的附加对照。非感测传感器414还可使用前面所述的电催化技术来起作用。虽然图5描绘三个传感器，但可使用任何数量的传感器。传感器406、410和414在线性布置中被布置在室500中。然而，传感器406、410和414也可布置在其它图案中。

图6描绘类似于前面所述的室400和500的分析室600的附加实施例。图6还描绘参考电极418和反电极422。参考电极418和反电极422分别通过导电迹线420和424连接到控制仪器（例如由精确DAC驱动的恒电位器）。在电催化测量中使用参考电极418和反电极422。参考电极418用作用于在传感器406、410和414的任何一个处施加电压的参考。当电压被施加在传感器（例如传感器406、410和414）处时，所生成的电流流过传感器（例如传感器406、410和414）、流过探针和目标的杂交络合物、流过样本并流过反电极422。

上述系统、电路、装置和方法可合并在诊断系统中，所述诊断系统包括药筒以准备样本用于分析且执行检测分析。图5描绘用于接收、准备和分析生物样本的药筒系统1600。例如，药筒系统1600可配置成从样本收集器或拭子移除生物样本的一部分，将样本输送到细胞溶解和分裂过程被执行的细胞溶解区，并将样本输送到用于确定各种标记物的存在的分析室并且确定生物寄主的疾病状态。

图6描绘用于分析检测系统的药筒的实施例。药筒1700包括用于保持处理和分析系统（例如系统1600）的外部壳体1702。药筒1700允许内部处理和分析系统与其它仪器集成。药筒1700包括用于接收样本容器1704的容座1708。例如使用拭子从患者接收样本。拭子然后被放置到容器1704内。容器1704然后位于容座1708内。容座1708保持容器并允许样本在分析系统中被处理。在特定方法中，容座1708将容器1704耦合到端口1602，使得样本可从容器1704被引导并通过系统1600被处理。为了处理样本的容易，药筒1700还可包括附加的特征，例如端口1706。

为了样本准备和样本分析，药筒可使用任何适当的格式、材料和大小刻度。在特定方法中，药筒使用微流体通道和室。在特定方法中，药筒使用宏流体（macrofluidic）通道和室。药筒可以是单层装置或多层装置。制造的方法包括但不限于光刻法、机器加工、微机器加工、模塑和压花。

图7描绘自动测试系统以提供处理和分析样本的容易。系统1800可包括用于接收药筒（例如药筒1700）的药筒接收器1802。系统1800可包括其它按钮、控件和指示器。例如，指示器1804是可由用户手动地键入或从药筒1700或药筒容器1704自动读取的患者ID指示器。系统1800可包括允许用户访问或记录相关的患者记录信息的“记录”按钮1812、打印结果的“打印”按钮1814、开始处理被化验物的“运行下一化验”按钮1818、选择过程步骤或以其它方式控制系统1800的“选择器”按钮1818和接通或断开系统的“电源”按钮1822。其它按钮和控件也可被提供以帮助使用系统1800。系统1800可包括过程指示器1810以提供指令或指示样本分析的进展。系统1800包括测试类型指示器1806和结果指示器1808。例如，系统1800当前针对如由指示器1806所示的衣原体进行测试，且该测试已经导致阳性结果，如由指示器1808所示的。系统1800可包括如适当的其它指示器（例如时间和日期指示器1820）以改进系统功能。

前述内容仅仅说明本公开的原理，且系统、装置和方法可由除了为了说明而不是限制的目的而呈现的所述实施例以外的实施例实践。应理解，虽然被示出用于在用于细菌且具体地用于沙眼衣原体的检测系统中使用，本文公开的系统、装置和方法可应用于在其它应用中使用的系统、装置和方法，所述其它应用包括但不限于其它细菌、病毒、真菌、朊病毒、植物物质、动物物质、蛋白质、RNA序列、DNA序列以及癌筛选和遗传测试（包括针对遗传病的筛选)。

本领域中的技术人员在浏览了本公开之后将想到变化和修改。所公开的特征可在具有本文所述的一个或多个其它特征的任何组合和子组合（包括多个从属的组合和子组合）中实现。上面所述或所示的各种特征（包括其任何部件）可组合或集成在其它系统中。而且，可省略或不实现特定特征。

变化、替代和变更的例子可由本领域中的技术人员确定并可被做出而不脱离本文所公开的信息的范围。所引用的所有参考由此通过引用整体并入本文中并构成本申请的部分。

Claims

1. 一种用于将数字数据转换成双极模拟信号的精确数模转换器（DAC），包括：

数模转换器电路，其配置成响应于数字输入数据而提供具有第一电位的第一模拟电流信号和具有第二电位的第二模拟电流信号；

减法器电路，其配置成通过从所述第一模拟电流信号减去所述第二模拟电流信号来提供双极电流信号，所述双极电流信号具有零中心点；以及

第一控制电路，其电耦合到所述减法器电路和所述数模转换器电路并配置成修改所述第二电位使得所述第二电位等于所述第一电位。

2. 如权利要求1所述的DAC，其中所述第一电位由在所述DAC外部的电压源设置。

3. 如权利要求3所述的DAC，其中所述DAC配置成在没有校准或修整的情况下提供具有所述零中心点的所述双极模拟信号。

4. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述第一模拟电流信号和第二电流模拟信号中的至少一个基本上被维持在地电位处。

5. 如权利要求4所述的DAC，还包括配置成维持所述双极电流信号的稳定性的第二控制电路。

6. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述第一控制电路包括耦合到所述减法器电路的公共节点输入的伺服电路网络，所述伺服电路网络操作来将所述第一电流信号和所述第二电流信号维持在基本上相同的电位处。

7. 如权利要求6所述的DAC，其中所述伺服网络包括放大器，所述放大器具有耦合到互补网络并耦合到所述第一电流信号和第二电流信号中的一个的第一输入、耦合到所述双极电流信号并耦合到所述第一电流信号和第二电流信号中的另一个的第二输入以及耦合到所述减法器电路的所述公共节点输入和所述互补网络的输出的输出。

8. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述第一模拟电流信号的第二模拟电流信号是互补的。

9. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述数模转换器电路包括一个或多个R-2R电路网络、字符串数模转换器或二进制加权电流操纵的数模转换器。

10. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述数模电路包括在精确电阻器网络中的多个电阻器和多个电容器。

11. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述第一电位追踪来自在所述DAC外部的电压源的零参考电位。

12. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述第一电位被保持在来自在所述DAC外部的电压源的零参考电位处。

13. 一种包括前述权利要求中的任一项的DAC的单片集成电路芯片。

14. 一种包括前述权利要求中的任一项的DAC的护理点诊断装置。

15. 如前述权利要求中的任一项所述的DAC，其中所述减法器电路包括电流镜网络。

16. 一种用于执行目标分析物的电化学检测的诊断系统，所述系统包括：

根据前述权利要求中的任一项的DAC；

处理器电路，其配置成接收所述数字数据并提供指示施加到与所述目标分析物电接触的反电极的参考信号的数字设定点值，其中所述DAC的所述二进制模拟信号指示所述数字设定点值；以及

伺服回路电路，其配置成接收所述二进制模拟信号并响应于所述二进制模拟信号而将电位施加到所述反电极。

17. 一种用于使用根据前述权利要求中的任一项的精确数模转换器（DAC）将包括一系列二进制数字的数字数据转换成双极模拟信号的方法。