CN103048441B - 血细胞分析仪的电路布置方法及该电路 - Google Patents

Abstract

一种血细胞分析仪的电路布置方法及该电路，包括：将电路板划分为：设置小噪声电路及噪声敏感电路的信号板、及设置噪声电路或干扰器件或外接干扰负载的驱动电路的驱动板；信号板与驱动板分开设置并连接通信；信号板、驱动板的电源端分别串联连接共模抑制电感；上述的血细胞分析仪的电路布置方法及该电路，采用物理隔离是将血细胞分析仪的整个硬件系统分为信号板与驱动板；信号板与驱动板之间可只需通过一个串口来传输控制指令，从而最大程度的将两块电路板进行隔离；在信号板与驱动板分别串接一个共模抑制电感进行信号隔离，防止信号板与驱动板互相串扰；从而为信号电路提供低噪声的工作环境，提高信号的完整性，保证机器测量的准确性和稳定性。

Description

血细胞分析仪的电路布置方法及该电路

技术领域

本发明涉及一种医疗器械的电路，特别是涉及一种血细胞分析仪电路布置方法及该电路。

背景技术

现有的血细胞分析仪的硬件主要包括信号采集和液路驱动。其中信号采集包括：对弱信号的放大和ADC采集。液路驱动包括对电磁阀、电机此类大功率器件的驱动和控制。

当前的硬件电路实现方案中，主要包括单板方案及多功能板方案。单板方案在电路板功能一次性实现的可能性很低，功能调试极不方便，而最大的缺点是该方案将所有电路设置在一起，驱动电路很容易对弱信号造成干扰，血球分析仪对信号干扰很敏感，而信号干扰正是血球仪最不好解决的问题。

多功能板方案由于各电路模块之间是通过连接端子进行连接，而过多使用连接端子势必会减弱信号在传递过程中的稳定性和信号完整性，甚至引入干扰；其次，由于其模块过多，在生产组装时工序更复杂，导致生产效率低。

发明内容

基于此，有必要提供一种能提高抗干扰性的血细胞分析仪的电路布置方法。 

同时，有必要提供一种能提高抗干扰性的血细胞分析仪电路。

一种血细胞分析仪的电路布置方法，包括：

物理隔离：根据产生噪声大小及噪声敏感度分模块设置电路板，将电路板划分为：设置小噪声电路及噪声敏感电路的信号板、及设置噪声电路或干扰器件或外接干扰负载的驱动电路的驱动板；所述信号板与驱动板分开独立设置并通过连接接口连接通信；

信号隔离：信号板、驱动板的电源端分别串联连接共模抑制电感。

在优选的实施例中，所述信号板与驱动板之间设置串口进行连接以传输控制指令。

在优选的实施例中，所信号隔离还包括：

地信号隔离：数字地与模拟地之间用磁珠连接以进行地信号隔离。

在优选的实施例中，地信号隔离还包括：模拟地回流连接至电源端；所述弱信号电路上罩设有屏蔽盒或屏蔽罩。

在优选的实施例中，所述小噪声电路为小功率电路，所述噪声敏感电路包括：弱信号电路、放大电路、模数转换电路、数据通信电路、接口电路中的任意一种或多种；所述放大电路上罩设有防干扰屏蔽盒或屏蔽罩。

在优选的实施例中，所述信号板上于所述弱信号的相应位置设置有保护地线。

在优选的实施例中，所述弱信号电路上罩设有屏蔽盒或屏蔽罩。

一种血细胞分析仪电路，包括：设置小噪声电路及噪声敏感电路的信号板，及设置噪声电路或干扰器件或外接干扰负载驱动电路的驱动板；所述驱动板与所述信号板通信连接并接收该信号板的控制信号。

在优选的实施例中，所述小噪声电路为小功率电路，所述噪声敏感电路包括：弱信号电路、放大电路、模数转换电路、数据通信电路、接口电路中的任意一种或多种；所述放大电路上罩设有防干扰屏蔽盒或屏蔽罩。

在优选的实施例中，所述弱信号电路上罩设有屏蔽盒或屏蔽罩；所述信号板上于所述弱信号的相应位置设置有保护地线。

在优选的实施例中，所述弱信号电路上罩设有屏蔽盒或屏蔽罩；所述信号板上于所述弱信号的相应位置设置有保护地线。

在优选的实施例中，所述放大电路包括：依次设置的运算放大器U36、模拟放大器U37；所述模拟放大器U37包括：依次连接的模拟放大器U37A、模拟放大器U37B；所述弱信号经滤波电容C197、电阻R202接入到运算放大器U36的负极输入端，电阻R202输出的另一条支路接入到高速双路二极管D26后与运算放大器U36的正极输入端汇合后接地，高速双路二极管D26的第一二极管的正极与第二二极管的负极连接接入到电阻R202的输出端，高速双路二极管D26的第一二极管的负极与第二二极管的正极及运算放大器U36的正极输入端+IN汇合后接地；运算放大器U36的负极输入端与输出端之间接入有并联连接的电容C193与电阻R198，运算放大器U36的输出端的另一条支路经电阻R203后流入模拟放大器U37A的负极输入端，模拟放大器U37A的正极输入端接地，模拟放大器U37A的负极输入端与输出端之间接入并联连接的电容C194与电阻R199，模拟放大器U37A的输出端经电阻R204接入模拟放大器U37B的负极输入端，模拟放大器U37B的正极输入端接地，模拟放大器U37B的负极输入端与输出端之间接入并联连接的电容C195与电阻R200。

在优选的实施例中，所述信号板与驱动板的电源端分别串联连接有共模抑制电感；数字地与模拟地之间用磁珠连接以进行地信号隔离，模拟地回流连接至电源端。

上述的血细胞分析仪的电路布置方法及该电路，采用物理隔离是将血细胞分析仪的整个硬件系统分为两块电路板，其中将如信号放大采集电路、主控电路和接口电路等小噪声电路或噪声敏感电路的集中于一块电路板上，称之为信号板；然后将电机、电磁阀的驱动电路及传感器电路等噪声电路集中到另一块电路板上，称之为驱动板；信号板与驱动板之间可只需通过一个串口来传输控制指令，从而最大程度的将两块电路板进行隔离；除物理隔离外，还做了信号隔离的特殊处理。本发明的信号隔离主要包括：电源互相干扰的隔离，电源互相干扰的隔离主要是在信号板与驱动板，或功能电路的电源端都串接一个共模抑制电感，防止信号板与驱动板之间、或功能电路之间通过电源进行互相串扰。通过物理隔离与信号隔离，最大程度的为信号电路提供低噪声的工作环境，提高信号的完整性，从而保证机器测量的准确性和稳定性，具有信号稳定、可靠，抗干扰性强，方便拆装和维护等优点。

附图说明

图1是本发明一实施例的血细胞分析仪的电路布置方法的流程图；

图2是本发明一优选实施例的血细胞分析仪的电路布置方法的流程图；

图3是本发明一实施例的血细胞分析仪电路的示意图；

图4是本发明一实施例的信号板的部分示意图；

图5是本发明一实施例的信号板的放大电路的部分示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例的血细胞分析仪的电路布置方法，包括如下步骤：

步骤S301，物理隔离：根据产生噪声大小及噪声敏感度分模块设置电路板，电路板划分为：设置小噪声电路及噪声敏感电路的信号板20、及设置噪声电路或干扰器件或外接干扰负载的驱动电路的驱动板40；信号板20与驱动板40分开独立设置并通过设置连接接口连接通信。

步骤S303，信号隔离包括：电源相互干扰隔离。

电源相互干扰隔离：信号板20、驱动板40的电源端分别串联连接共模抑制电感。电源相互干扰隔离为防止各模块电路板之间通过电源进行互相干扰。

本实施例中，步骤S301，物理隔离中，信号板20与驱动板40之间设置串口60进行连接，并传输控制指令。

如图2所示，步骤S303，信号隔离还包括：地信号隔离。

地信号隔离：数字地与模拟地之间用磁珠连接以进行地信号隔离。

进一步，为了防止模拟地之间的相互干扰，地信号隔离还包括：模拟地回流连接至电源端。

本发明一实施例中，小噪声电路主要包括：小功率电路。噪声敏感电路包括：弱信号电路、放大电路、模数转换电路、数据通信电路、接口电路中的任意一种或多种。

进一步，为了杜绝外界环境中干扰信号影响，本实施例的放大电路上罩设有防干扰屏蔽盒或屏蔽罩。屏蔽盒或屏蔽罩优选的为金属屏蔽盒或屏蔽罩，通过金属屏蔽盒或屏蔽罩将放大电路罩起来，切断各种干扰的源头。

本实施例的放大电路的输入端的前级信号WHOLE很弱，极易受到干扰，将前级信号WHOLE采用金属屏蔽盒或屏蔽罩全部罩住，以防止外界干扰信号对其的干扰。

同时在电路板上进行处理，将弱信号200用地线对其进行保护。本实施例中，优选的，将弱信号200的周边都用地线进行包围保护。

本实施例的弱信号电路包括：放大电路的输入端的前级信号WHOLE。同样也将前级信号WHOLE用地线对其进行保护。

如图5所示，进一步，本实施例的放大电路包括：依次设置的运算放大器U36、模拟放大器U37。模拟放大器U37包括：依次连接的模拟放大器U37A、模拟放大器U37B。

前级信号WHOLE输出经滤波电容C197、电阻R202接入到运算放大器U36的负极输入端-IN，电阻R202输出的另一条支路接入到高速双路二极管（High-speed double diode）D26后与运算放大器U36的正极输入端+IN汇合后接地，高速双路二极管D26的第一二极管的正极即3脚与第二二极管的负极即1脚连接接入到电阻R202的输出端，高速双路二极管D26的第一二极管的负极即2脚与第二二极管的正极即4脚及运算放大器U36的正极输入端+IN汇合后接地；运算放大器U36的负极输入端-IN与输出端OUT之间接入有并联连接的电容C193与电阻R198，运算放大器U36的输出端OUT的另一条支路经电阻R203后流入模拟放大器U37A的负极输入端-IN即2脚，模拟放大器U37A的正极输入端+IN即3脚接地，模拟放大器U37A的负极输入端-IN即2脚与输出端OUT即1脚之间接入并联连接的电容C194与电阻R199，模拟放大器U37A的输出端OUT即1脚经电阻R204接入模拟放大器U37B的负极输入端-IN即6脚，模拟放大器U37B的正极输入端+IN即5脚接地，模拟放大器U37B的负极输入端-IN即6脚与输出端OUT即7脚之间接入并联连接的电容C195与电阻R200。

如图3所示，本发明一实施例的血细胞分析仪电路100，包括：设置小噪声电路及噪声敏感电路的信号板20，及设置噪声电路或干扰器件或外接干扰负载驱动电路的驱动板40。驱动板40与信号板20之间通信连接，并接收该信号板20的控制信号。

本实施例中，信号板20与驱动板40上设置的电路主要根据电路工作时电流的强弱及端口外接负载的性质进行划分。一般小电流电路和非感性负载电路产生的噪声干扰比较小。

进一步，本实施例的小噪声电路主要包括小功率电路。噪声敏感电路包括：弱信号电路、放大电路、模数转换电路、数据通信电路、接口电路中的任意一种或多种。

进一步，为了杜绝外界环境中干扰信号影响，本实施例的放大电路上罩设有防干扰屏蔽盒或屏蔽罩50。屏蔽盒或屏蔽罩50优选的为金属屏蔽盒或屏蔽罩，通过金属屏蔽盒或屏蔽罩将放大电路罩起来，切断各种干扰的源头。

本实施例的放大电路的输入端的前级信号WHOLE很弱，极易受到干扰，将前级信号WHOLE采用金属屏蔽盒或屏蔽罩全部罩住，以防止外界干扰信号对其的干扰。如图4所示，信号板20上的弱信号200用地线对其进行保护。弱信号电路包括：前级信号WHOLE。同时设置在电路板上的前级信号WHOLE用地线对其进行保护。本实施例中，弱信号200的周围都设置有地线进行包围保护，当然包括前级信号WHOLE。

如图5所示，本实施例的放大电路包括：依次设置的运算放大器U36、模拟放大器U37。模拟放大器U37包括：依次连接的模拟放大器U37A、模拟放大器U37B。

前级信号WHOLE输出经滤波电容C197、电阻R202接入到运算放大器U36的负极输入端-IN，电阻R202输出的另一条支路接入到高速双路二极管（High-speed double diode）D26后与运算放大器U36的正极输入端+IN汇合后接地，高速双路二极管D26的第一二极管的正极与第二二极管的负极连接接入到电阻R202的输出端，高速双路二极管D26的第一二极管的负极与第二二极管的正极及运算放大器U36的正极输入端+IN汇合后接地；运算放大器U36的负极输入端-IN与输出端OUT之间接入有并联连接的电容C193与电阻R198，运算放大器U36的输出端OUT的另一条支路经电阻R203后流入模拟放大器U37A的负极输入端-IN即2脚，模拟放大器U37A的正极输入端+IN即3脚接地，模拟放大器U37A的负极输入端-IN即2脚与输出端OUT即1脚之间接入并联连接的电容C194与电阻R199，模拟放大器U37A的输出端OUT即1脚经电阻R204接入模拟放大器U37B的负极输入端-IN即6脚，模拟放大器U37B的正极输入端+IN即5脚接地，模拟放大器U37B的负极输入端-IN即6脚与输出端OUT即7脚之间接入并联连接的电容C195与电阻R200。

进一步，为了防止各模块电路板之间通过电源进行互相干扰，信号板20与驱动板40的电源端分别串联连接有共模抑制电感。

进一步，本实施例的噪声电路主要包括：大功率电路。其中，本实施例中，大功率电路与小功率电路主要以其电路工作时产生的干扰信号是否会导致有用或需要传输的信号变形进行区别。

进一步，本实施例的干扰器件主要包括：磁感性负载。磁感性负载主要包括：电机、电磁阀、电磁铁等会产生磁感反应的负载或器件。进一步，本实施例的外接干扰负载主要包括：打印机等。

由于电机、电磁阀、电磁铁等磁感性负载会对驱动板产生严重的噪声干扰，打印机会对打印机驱动板产生严重干扰，故需将这些干扰电路与信号板隔离设置。

本发明采用隔离方式布置电路，即根据各部分电路产生干扰噪声的大小，将信号产生噪声小及对噪声敏感的电路放在同一块电路板上；将工作时产生严重噪声的电路集中放在另一块电路板上，将电路隔离开来，为信号提供一个噪声尽可能小的干净的环境。

本发明的隔离分为两方面，物理隔离和信号隔离。其中，物理隔离是将整个硬件系统分为两块电路板，其中信号放大采集电路、主控电路和接口电路等集中于一块电路板上，称之为信号板20；然后将电机、电磁阀的驱动电路及传感器电路等集中到另一块电路板上，称之为驱动板40。驱动板40上电路工作时会产生很严重的干扰信号，该干扰信号足以导致有用或需要传输信号发生变形，故需将其隔离开来。信号板20与驱动板40之间可只需通过一个串口60来传输控制指令，从而最大程度的将两块电路板进行隔离。

本发明除物理隔离外，还做了信号隔离的特殊处理。本发明的信号隔离主要包括：电源互相干扰的隔离、地信号的隔离处理。电源互相干扰的隔离主要是在信号板与驱动板，或功能电路的电源端都串接一个共模抑制电感，防止信号板20与驱动板40之间、或功能电路之间通过电源进行互相串扰。地信号的隔离主要是将数字地和模拟地之间用磁珠连接，防止数字地给模拟地带来干扰；同时所有模拟地单独回流到电源地，防止模拟地之间的互相干扰。

除此之外，本发明的血细胞分析仪电路100还使用金属屏蔽盒将信号放大电路罩起来，杜绝外界环境中的干扰信号影响放大电路，切断了各种干扰的源头。

本发明通过物理隔离与信号隔离，最大程度的为信号电路提供低噪声的工作环境，提高信号的完整性，从而保证机器测量的准确性和稳定性，具有信号稳定、可靠，抗干扰性强，方便拆装和维护等优点。

且由于血细胞分析仪需要对弱信号如微弱的电流信号进行放大采集和处理，抗信号干扰是该硬件系统重中之重，且决定着整套设备的性能。

本发明采取大功率驱动电路与信号电路隔离的方案，并在电源、地、屏蔽等方面加上抗干扰措施，增强信号电路的抗干扰性能。

本实施例中，由于前级信号很弱，极易受干扰，故将前级信号用金属屏蔽盒全部罩住，防止外界干扰信号对其进行干扰；同时对线路板进行处理：对前级信号用地线对其进行保护处理。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种血细胞分析仪的电路布置方法，其特征在于，包括：

物理隔离：根据产生噪声大小及噪声敏感度分模块设置电路板，将电路板划分为：设置小噪声电路及噪声敏感电路的信号板、及设置噪声电路或干扰器件或外接干扰负载的驱动电路的驱动板；所述信号板与驱动板分开独立设置并通过连接接口连接通信；

信号隔离：信号板、驱动板的电源端分别串联连接共模抑制电感；

所述干扰器件包括：磁感性负载；

所述小噪声电路为小功率电路，所述噪声敏感电路包括：弱信号电路、放大电路、模数转换电路、数据通信电路、接口电路中的任意一种或多种。

2.根据权利要求1所述的血细胞分析仪的电路布置方法，其特征在于：所述信号板与驱动板之间设置串口进行连接以传输控制指令。

3.根据权利要求1或2所述的血细胞分析仪的电路布置方法，其特征在于：所信号隔离还包括：

地信号隔离：数字地与模拟地之间用磁珠连接以进行地信号隔离。

4.根据权利要求3所述的血细胞分析仪的电路布置方法，其特征在于：所述放大电路上罩设有防干扰屏蔽盒或屏蔽罩。

5.根据权利要求4所述的血细胞分析仪的电路布置方法，其特征在于：地信号隔离还包括：模拟地回流连接至电源端；所述弱信号电路上罩设有屏蔽盒或屏蔽罩；所述信号板上于所述弱信号的相应位置设置有保护地线。

6.一种血细胞分析仪电路，其特征在于，包括：设置小噪声电路及噪声敏感电路的信号板，及设置噪声电路或干扰器件或外接干扰负载驱动电路的驱动板；所述驱动板与所述信号板通信连接并接收该信号板的控制信号；所述干扰器件包括：磁感性负载；

所述小噪声电路为小功率电路，所述噪声敏感电路包括：弱信号电路、放大电路、模数转换电路、数据通信电路、接口电路中的任意一种或多种。

7.根据权利要求6所述的血细胞分析仪电路，其特征在于：所述放大电路上罩设有防干扰屏蔽盒或屏蔽罩。

8.根据权利要求7所述的血细胞分析仪电路，其特征在于：所述弱信号电路上罩设有屏蔽盒或屏蔽罩；所述信号板上于所述弱信号的相应位置设置有保护地线。

9.根据权利要求7所述的血细胞分析仪电路，其特征在于：所述弱信号的周边用地线进行包围保护；所述放大电路包括：依次设置的运算放大器U36、模拟放大器U37；所述模拟放大器U37包括：依次连接的模拟放大器U37A、模拟放大器U37B；所述弱信号经滤波电容C197、电阻R202接入到运算放大器U36的负极输入端，电阻R202输出的另一条支路接入到高速双路二极管D26后与运算放大器U36的正极输入端汇合后接地，高速双路二极管D26的第一二极管的正极与第二二极管的负极连接接入到电阻R202的输出端，高速双路二极管D26的第一二极管的负极与第二二极管的正极及运算放大器U36的正极输入端+IN汇合后接地；运算放大器U36的负极输入端与输出端之间接入有并联连接的电容C193与电阻R198，运算放大器U36的输出端的另一条支路经电阻R203后流入模拟放大器U37A的负极输入端，模拟放大器U37A的正极输入端接地，模拟放大器U37A的负极输入端与输出端之间接入并联连接的电容C194与电阻R199，模拟放大器U37A的输出端经电阻R204接入模拟放大器U37B的负极输入端，模拟放大器U37B的正极输入端接地，模拟放大器U37B的负极输入端与输出端之间接入并联连接的电容C195与电阻R200。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的血细胞分析仪电路，其特征在于：所述信号板与驱动板的电源端分别串联连接有共模抑制电感；数字地与模拟地之间用磁珠连接以进行地信号隔离，模拟地回流连接至电源端。