專利名稱：全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀多級(jí)全反饋放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備的多級(jí)全反饋放大電路，涉及全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀驅(qū) 動(dòng)電路板。
背景技術(shù)：
血細(xì)胞的計(jì)數(shù)原理是以血細(xì)胞通過寶石微傳感器的過程中產(chǎn)生的阻抗變化為基礎(chǔ) 的。當(dāng)混有稀釋液的血細(xì)胞通過寶石微孔時(shí)，使小孔周圍的電阻發(fā)生變化，在放置在 微孔兩邊的兩個(gè)電極上形成與細(xì)胞大小成正比的非常微小的電壓脈沖信號(hào)。然后經(jīng)過 儀器放大電路的處理，將電壓信號(hào)放大并除去背景噪音，得到可以進(jìn)行分析的信號(hào)， 最后將放大后的信號(hào)經(jīng)過A/D釆樣到主板內(nèi)部進(jìn)行處理。在整個(gè)過程中，由于通過微 小孔的血細(xì)胞形成的電壓非常小(約lmV大小)，怎樣將得到的微小電壓信號(hào)進(jìn)行放大、 去噪處理，是整個(gè)血細(xì)胞計(jì)數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前，大部分全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀微小信號(hào)的放大是通過交流放大器進(jìn)行 放大。 一般的交流放大器只是基于O線的正負(fù)等幅放大，由于全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分 析儀將很微小的信號(hào)進(jìn)行高倍數(shù)放大，而且如果放大倍數(shù)太高，又會(huì)引入很強(qiáng)的干擾， 所以基于O線的正負(fù)等幅放大的交流放大器不能充分地利用其放大倍數(shù)，因此一般的 交流放大器不適用于全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀的微小信號(hào)的放大。這就是目前全自 動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀在微小信號(hào)的放大領(lǐng)域存在的主要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種適用于全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀的全反饋放大電路。以克服現(xiàn) 有技術(shù)中存在的問題。
本發(fā)明的思路是充分利用交流放大器O線以下的放大倍數(shù)作用，即將交流放大電' 路中的負(fù)幅值通過一個(gè)多級(jí)外部全反饋，將負(fù)幅值部分提升到O線以上，充分地利用整 個(gè)交流放大電路的放大倍數(shù)，也相應(yīng)地減小了系統(tǒng)的噪聲干擾。
本發(fā)明由信號(hào)輸入電路、三級(jí)運(yùn)算放大電路、比較控制電路及積分反饋電路組成。. 信號(hào)輸入電路通過電極插頭獲取傳感器的微小信號(hào)，并將獲取的信號(hào)輸出到第一級(jí)運(yùn) 算放大電路，經(jīng)放大后進(jìn)入第二級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的紅細(xì)胞RBC信號(hào)一路經(jīng)分壓 電路后輸出，另一路再經(jīng)過第三級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的血小板信號(hào)PLT —路經(jīng)分壓 電路后輸出，同時(shí)輸入到比較控制電路，由比較控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)來控制積分反 饋電路的積分時(shí)間(系數(shù))，另一路經(jīng)過積分反饋電路反饋到三級(jí)運(yùn)算放大電路的第一 級(jí)運(yùn)算放大器的輸入處，形成一個(gè)三級(jí)全反饋放大電路。
更進(jìn)一步說，本發(fā)明的技術(shù)方案是信號(hào)輸入電路通過電極插頭獲取傳感器的微 小信號(hào)，并將獲取的信號(hào)輸出到主要由U7、 R26、 R25、 C22組成的第一級(jí)運(yùn)算放大電路， 經(jīng)放大后進(jìn)入主要由U8、 R31、 R30、 C27組成的第二級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的紅細(xì)胞 信號(hào)RBC —路經(jīng)由R37、 R38、 R39、 C34組成的分壓電路后輸出，另一路再經(jīng)過主要由U9、
R33、 R32、 C28組成第三級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的血小板信號(hào)PLT—路經(jīng)由IM0、 R"、 R42、 C35組成的分壓電路后輸出，同時(shí)輸入到主要由Ull、 U12、 U13、 R45、 R47組成的
比較控制電路，由比較控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)來控制積分反饋電路的積分時(shí)間(系數(shù))， 另一路經(jīng)過主要由U10、 R34、 R35、 R36、 C29組成的積分反饋電路反饋到三級(jí)運(yùn)算放大 電路的第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸入處，形成一個(gè)三級(jí)全反饋放大電路。
本發(fā)明的有益效果是在一般多級(jí)交流放大電路的基礎(chǔ)上增加一個(gè)外部反饋電路， 將交流放大電路中的負(fù)幅值部分提升到O線以上，這樣就充分地利用整個(gè)交流放大電路 的放大倍數(shù)，同時(shí)，應(yīng)用此方法也就相當(dāng)于減小了噪聲干擾。


圖1為本發(fā)明的電路結(jié)抅框圖。其中In為細(xì)胞通過微小孔形成的待放大微小信號(hào) 輸入端口， Al為第一級(jí)運(yùn)算放大電路，A2為第二級(jí)運(yùn)算放大電路，A3為第三級(jí)運(yùn)算 放大電路，M為積分電路，Kil為積分常數(shù)l, Ki2為積分常數(shù)2， M至In的箭頭連線 為反饋通路，C為比較器控制電路，RBC為經(jīng)過放大后輸出的紅細(xì)胞信號(hào)，PLT為經(jīng)過 放大后輸出的血小板信號(hào)。
圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。按結(jié)構(gòu)可以將整個(gè)電路分為信號(hào)輸入 電路、三級(jí)運(yùn)算放大電路、比較控制電路及積分反饋電路。
圖3為本發(fā)明圖2所述的電路結(jié)構(gòu)圖中的信號(hào)輸入電路的電路原理圖。其中JP2 為電極插頭，TPO為信號(hào)輸出端點(diǎn)。
圖4為本發(fā)明圖2所述的電路結(jié)構(gòu)圖中的三級(jí)運(yùn)算放大電路原理圖。其中TP1為 第一級(jí)運(yùn)算放大電路的信號(hào)輸入點(diǎn)，U7、 U8、 U9為運(yùn)放芯片，RBC為經(jīng)過放大后輸出 的紅細(xì)胞信號(hào)，PLT為經(jīng)過放大后輸出的血小板信號(hào)。
圖5為本發(fā)明圖2所述的電路結(jié)構(gòu)圖中的比較控制電路及積分反饋電路原理圖。 Ull為選通差分比較器芯片，U12為觸發(fā)正與非門芯片，U13為模擬開關(guān)芯片，U10為 運(yùn)放芯片，Ull、 U12、 U13、 R45、 R47組成比較控制電路，UIO、 R34、 R35、 R36、 C29 組成積分反饋電路。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明將結(jié)合附圖，通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例。
附圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖。In為通過寶石微小孔后形成的待放大的微小(言 號(hào)；Al、 A2、 A3為三個(gè)由運(yùn)放組成的放大器；Kil、 Ki2為積分系數(shù)，與積分器M組成 一個(gè)有兩個(gè)積分系數(shù)的積分器，積分器積分系數(shù)的選擇由比較器控制電路C來完成。 RBCOUT、 PLTOUT分別為經(jīng)過放大后輸出的紅細(xì)胞信號(hào)和血小板信號(hào)。
附圖2為本實(shí)施例的電路原理圖。
(1)信號(hào)輸入電路原理圖(如圖3)。該電路由外部電源提供+60V直流電源，電 路主要由R22、 R23、 C19、 C20、 ClOl、 JP2組成信號(hào)輸入的直流部分，其中R22、 C19、 C20組成濾波電路，經(jīng)R23同時(shí)與C101、 JP2連接，ClOl、 JP2的另 一端再分別接地。
信號(hào)輸入電路通過電極插頭JP2獲取寶石微傳感器的微小信號(hào)，并將獲取的信號(hào)輸出 到第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸入端，也即由輸入端JP2，到達(dá)輸出端TPO。 C101為濾波電 容。其中R22為4. 7KQ、 R23為56KQ, C19為10uF的電解電容、C20為100nF電容、 C101為50pF電容、JP2為輸入信號(hào)的電極插頭。
(2) 三級(jí)運(yùn)算放大電路原理圖(如圖4)。此部分電路圖主要由三個(gè)0P3 GS的運(yùn)
放芯片和相應(yīng)的反饋電阻組成。
第一級(jí)運(yùn)放主要由C21、 U7、 R26、 R25、 R24、 C22組成，放大倍數(shù)約267, R26、 C22組成約53M的濾波電路，連接在U7的第2、 6腳之間，C21連接在信號(hào)輸入電路 的輸出端與第一級(jí)運(yùn)放的輸入端，R28、 C25、 C26組成-12V濾波電路，R27、 C23、 C24 組成+12V濾波電路，分別連接在U7的第4腳、第7腳，R24為平衡電阻， 一端通過經(jīng) TP1與U7的第3腳相連，另 一端接地后通過R25與U7的第2腳相連，R25連接在U7 的第2腳與地之間。其中R25為56D、 R26為15KD、 R27為IOOQ、 R28為4. 7KQ、 R24為100n的電阻，C25、 C23為10uF的電解電容，C21、 C24、 C26為100nF的電容、 C22為300pnF的電容。
第二級(jí)運(yùn)放主要由U8、 R29、 R31、 R30、 C27組成，放大倍數(shù)約31,其中R31、 C27組成約57kHz的濾波電路，連接在U8的第2、 6腳之間。R29為第一級(jí)運(yùn)放的輸出 與第二級(jí)運(yùn)放的輸入的連接電阻，連接在U7的第6腳與U8的第3腳，其阻值為220 Q, R30連接在U8的第2腳與地之間，U8的第7、 4腳分別連接到+12V、 -12V電源， R30為180Q、 R31為5. 6KQ的電阻,C27為500pF的電容。
經(jīng)過U8放大后的信號(hào)經(jīng)過R37與C34組成的低通濾波電路后，再由R38與R39 的分壓電路，輸出放大后的血細(xì)胞信號(hào)RBC。其中R37為1KQ、 R38為5. 6KQ、 R39 為4. 7KQ的電阻，C34為3, 3nF的電容。
第三級(jí)運(yùn)放主要由U9、 R200、 R32、 R33、 C28組成，放大倍數(shù)約6,其中R33 C28組成約40kHz的濾波電路，連接在U9的第2、 6腳之間；R200為第二級(jí)運(yùn)放的輸 出與第三級(jí)運(yùn)放的輸入的連接電阻，連接在U8的第6腳與U9的第3腳，其阻值為30(i Q; R32連接在U9的第2腳與地之間，U9的第7、 4腳分別連接到+12V、 -12V電源，-R32為300Q、 R33為1. 8KQ的電阻，C28為2. 2nF的電容。經(jīng)過U9放大后的信號(hào)經(jīng) 過R41與C35組成的低通濾波電路，再由R40與R42的分壓電路，輸出放大后的血細(xì) 胞信號(hào)PLT,同時(shí)將該信號(hào)輸入到比較控制電路。其中R41為1KQ、 R40為5.6KD、 R42為4. 7KQ的電阻，C35為3. 3nF的電容。
(3) 比較控制電路及積分反饋電路原理圖(如圖5)。
比較控制電路主要由Ull、 U12、 U13芯片和部分電阻、電容組成。其申C37、 C38 組成+5V濾波電路，與R44連接，由R44、 R43串聯(lián)組成分壓電路產(chǎn)生約0. 9V的比較 電壓，C36連接在R43兩端；R45的一端連接在R44和R43的中間，另一端連接在Ull 的第2腳，同時(shí)通過R47與U12的第2腳連接，PLT信號(hào)由Ull的第3腳輸入，Ull 第8、 4腳分別接+12V、 -12V電源，Ull的第7腳與U12的第1腳連接，同時(shí)通過R46 連接到+5V電源，U12的第l、 2腳并接在一起；U12的第3腳連接到U13的第6腳， U13的第4、 7腳分別連接至+12V、 -12V電源，第5、 3腳分別連接+5V和地端，U13 的第1腳連接U9的第6腳，并與積分反饋電路中的R34連接，U13的第8腳與R34的 另一端相連，Ull、 R47、 R45組成穩(wěn)定性好的遲滯比較器，通過與非門U12形成周期 的方波信號(hào)，此方波輸入至控制路由選擇器U13的第6腳，通過此路控制，可以周期 性控制積分電路的積分系數(shù)。其中Ull為LM311D芯片、U12為SN74HC132D芯片、U13 為DG417DY芯片，R45為100KQ、 R44為5.6KQ、 R43為100D、 R33為100KQ、 R46 為4. 7KQ、 R47為4. 7MQ的電阻，C37為10uF的電解電容、C38、 C36為100nF的電 容。
積分反饋電路部分主要由UIO、 R34、 R35、 R36、 C29組成，C30、 C31組成的+12V 濾波電路和C32、 C33組成的-12V濾波電路，分別連接在U10的第4腳和第7腳，R34、 R35串接后連接在U9的第6腳與U10的第2腳之間，C29連接在U10的第2腳與第6 腳之間，R34與U9的第6腳的連接端再與U13的第1腳連接，其與R35的連接端又與 U13的第8腳連接，R36連接在U10的第6腳并與第一級(jí)運(yùn)放的輸入端PT1端連接。
此積分電容的積分系數(shù)可以由比較控制電路控制，它是通過短路和通路R34電阻 過程完成的。當(dāng)接通R34時(shí)，由R34、 R35、 C29及U10組成的積分電路。此時(shí)積分時(shí) 間常數(shù)為0.102s;當(dāng)短路R34時(shí)，由R35、 C29及U10組成的積分電路，此時(shí)積分時(shí) 間常數(shù)為0.0015 s。通過比較控制電路中對(duì)U13中路由的不斷選擇來達(dá)到周期性控制 積分系數(shù)的過程。通過這樣不斷的積分過程，形成一個(gè)直流信號(hào)由R36反饋到信號(hào)的 輸入處TP1，即第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸入處。通過這樣的手段，可以達(dá)到將交流放大 信號(hào)負(fù)幅值提到0線以上的目的。其中1110為OP07CS芯片、R34為1MD、 R35為15K 。、R36為1MQ的電阻，C30、 C32為10uF的電解電容、C29、 C31、 C33為100nF的電 容。
權(quán)利要求
1、一種全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀多級(jí)全反饋放大電路，包括信號(hào)輸入電路、放大電路，其特征是放大電路為三級(jí)運(yùn)算放大電路，還包括比較控制電路及積分反饋電路，信號(hào)輸入電路通過電極插頭獲取傳感器的微小信號(hào)，并將信號(hào)輸出到第一級(jí)運(yùn)算放大電路，經(jīng)放大后進(jìn)入第二級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的紅細(xì)胞RBC信號(hào)一路經(jīng)分壓電路后輸出，另一路再經(jīng)過第三級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的血小板信號(hào)PLT一路經(jīng)分壓電路后輸出，同時(shí)輸入到比較控制電路，由比較控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)來控制積分反饋電路的積分時(shí)間，另一路經(jīng)過積分反饋電路反饋到三級(jí)運(yùn)算放大電路的第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸入處，形成一個(gè)三級(jí)全反饋放大電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)全反饋放大電路，其特征是信號(hào)輸入電路通過電極 插頭獲取傳感器的微小信號(hào)，并將信號(hào)輸出到主要由U7、 R26、 R25、 C22組成的第一 級(jí)運(yùn)算放大電路，經(jīng)放大后進(jìn)入主要由U8、 R31、 R30、 C27組成的第二級(jí)運(yùn)算放大電 路，放大后的紅細(xì)胞信號(hào)RBC—路經(jīng)由R37、 R38、 R39、 C34組成的分壓電路后輸出， 另一路再經(jīng)過主要由U9、 R33、 R32、 C28組成第三級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的血小板 信號(hào)PLT —路經(jīng)由R40、 R41、 R42、 C35組成的分壓電路后輸出，同時(shí)輸入到主要由 Ull、 U12、 U13、 R45、 R47組成的比較控制電路，由比較控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)來控 制積分反饋電路的積分時(shí)間，另一路經(jīng)過主要由UIO、 R34、 R35、 R36、 C29組成的積 分反饋電路反饋到三級(jí)運(yùn)算放大電路的第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸入處，形成一個(gè)三級(jí)全 反饋放大電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級(jí)全反饋放大電路，其特征是所述的芯片U7、 U8、 U9為OP37GS，芯片Ull、 U12、 U13分別為LM311D, SN74HC132D、 DG417DY。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)全反饋放大電路，其特征是R25為56Q、 R26為 15KQ、 C22為300pnF、 R30為180Q、 R31為5. 6KQ、 C27為500pF、 R37為1KQ、 Rl 為5. 6KQ、 R39為4. 7KQ、 C34為3. 3nF、 R32為300Q、 R33為1. 8KQ、 C28為2. 2nF、 R34為1MQ、 R35為15KQ、 R36為1MD、 C29為100nF、 R41為1KQ、 R40為5. 6KO R42為4. 7KQ、 C35為3. 3nF、 R45為IOOKQ、 R47為4. 7MO。
全文摘要
一種全自動(dòng)三分群血細(xì)胞分析儀多級(jí)全反饋放大電路，包括信號(hào)輸入電路、放大電路，其放大電路為三級(jí)運(yùn)算放大電路，還包括比較控制電路及積分反饋電路，信號(hào)輸入電路獲取傳感器的微小信號(hào)，并將信號(hào)輸出到第一級(jí)運(yùn)算放大電路，經(jīng)放大后進(jìn)入第二級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的紅細(xì)胞RBC信號(hào)一路經(jīng)分壓電路后輸出，另一路再經(jīng)過第三級(jí)運(yùn)算放大電路，放大后的血小板信號(hào)PLT一路經(jīng)分壓電路后輸出，同時(shí)輸入到比較控制電路，由比較控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)來控制積分反饋電路的積分時(shí)間，另一路經(jīng)過積分反饋電路反饋到三級(jí)運(yùn)算放大電路的第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸入處，形成一個(gè)三級(jí)全反饋放大電路，本發(fā)明充分地利用放大電路的放大倍數(shù)，同時(shí)減小了噪聲干擾。
文檔編號(hào)G01N15/12GK101344521SQ20081010686
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者馮昌劍, 志 張, 張利劍, 王文烽, 聶子坤, 琳 胡, 趙雄鋒, 偉 龍 申請(qǐng)人:南昌百特生物高新技術(shù)有限公司