CN220368857U - 一种应用于荧光定量pcr仪的pcb板布局系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种应用于荧光定量PCR仪的PCB板布局系统。该PCB板布局系统包括用于采集模拟温度信号的温度采集模块，其设置于PCB板的右侧区域；用于将模拟温度信号转换为数字温度信号的信号转换模块，其设置于主控模块和温度采集模块之间的区域；用于输送数字温度信号的主控模块，其设置于PCB板的中心区域；用于对数字温度信号进行控制的温度控制模块，其设置于主控模块的左侧区域；用于将电平信号转换为差分信号的通讯模块，其设置于PCB板的右下角区域；电源模块，其设置于PCB板下方居中区域，右侧区域为通讯模块，本PCB板布局系统进行了有效的分离，减少了信号之间的干扰，提高了信号的稳定性，保证了数据的准确。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及荧光定量PCR仪技术领域，尤其涉及一种应用于荧光定量PCR仪的PCB板布局系统。
【背景技术】
随着医疗行业设备的发展与安全性的提升的要求，与之对应的是对与机器性能和稳定性的提升，而PCB板作为荧光定量PCR仪的核心，其设计的好坏直接决定了荧光定量PCR仪运行的性能和稳定性。
现有的荧光定量PCR仪的PCB布局布线结构通常采用两层电路板，其布局系统中未有效对信号进行分离，使信号之间容易受到干扰且稳定性差，导致数据的不准确，影响实验结果。
【实用新型内容】
有鉴于此，本实用新型提供了一种应用于荧光定量PCR仪的PCB板布局系统，用于对布局系统进行有效的分离，减少信号之间的干扰，提高信号的稳定性，保证数据的准确。
第一方面，本实用新型提供了一种应用于荧光定量PCR仪的PCB板布局系统，所述PCB板布局系统包括用于采集模拟温度信号的温度采集模块，其设置于PCB板的右侧区域；用于将模拟温度信号转换为数字温度信号的信号转换模块，其设置于主控模块和温度采集模块之间的区域；用于输送数字温度信号的主控模块，其设置于PCB板的中心区域；用于对数字温度信号进行控制的温度控制模块，其设置于主控模块的左侧区域；用于将电平信号转换为差分信号的通讯模块，其设置于PCB板的右下角区域；用于驱动电机运行的电机控制模块，其设置于主控模块的上方区域；用于给主控模块和通讯模块提供电源的电源模块，其设置于PCB板下方居中区域，右侧区域为通讯模块；
所述温度采集模块和温度控制模块分别设置于主控模块的右侧区域和左侧区域，以供主控模块将模拟信号和数字信号分右侧区域和左侧区域进行输送，并且主控模块中的去耦电容和旁路电容增加了抗干扰的能力；通讯模块采用低压差线性稳压系统进行供电，将其设置于电源模块的右侧区域，保证了通讯模块的工作性能；电机控制模块的布局有利于进行散热，并且避免对主控模块产生电磁干扰；电源模块附近采用大面积敷铜的方式，增加PCB板布局系统电磁兼容性。
可选地，所述温度采集模块包括温度采集电路，所述温度采集电路包括滤波电路、电压采集电路、分压电路、电压转换电路和放大电路；
滤波电路用于滤波和耦合；电压采集电路用于将输入的模拟电压信号转换为数字电压信号，并将所述数字电压信号发送给主控模块；分压电路用于对模拟温度信号进行分压；电压转换电路用于将5V电源转换为2.5V电源，提高电路的带载能力；放大电路用于对模拟温度信号进行放大。
可选地，所述温度控制模块包括温度控制电路，所述温度控制电路包括光电耦合器U1至光电耦合器U3、电阻R1至电阻R12、电容C1、电容C2、三极管Q1和三极管Q2；
光电耦合器U1至光电耦合器U3用于进行电隔离和信号放大，将输入信号和输出信号隔离，避免输入信号对输出信号的干扰；电阻R1至电阻R12用于分压调节电路中的电压值；电容C1和电容C2用于滤波，减少信号中的噪声和干扰；三极管Q1和三极管Q2用于防止电流反向冲击光电耦合器U2，对光电耦合器U2进行反向保护。
可选地，所述通讯模块包括通讯电路，所述通讯电路包括通讯芯片U4、电阻R13至电阻R16、电容C3至电容C7、三极管Q3、三极管Q4、晶振X1和USB连接器USB1；
电阻R13至电阻R16用于限制电路的大小，防止电流过大损坏电路；电容C3至电容C7用于耦合和隔离，防止信号之间的干扰；三极管Q3和三极管Q4用于增加信号的幅度，提高信号的驱动能力，减少信号的干扰；晶振X1用于提供时钟信号，以同步信号的通信。
可选地，所述光电耦合器U1和光电耦合器U2的型号均为HCPL630；所述光电耦合器U3的型号为LTV-217-TP1-G。
可选地，所述通讯芯片U4的型号为CH340G。
本实用新型提供的技术方案中，该PCB板布局系统包括用于采集模拟温度信号的温度采集模块，其设置于PCB板的右侧区域；用于将模拟温度信号转换为数字温度信号的信号转换模块，其设置于主控模块和温度采集模块之间的区域；用于输送数字温度信号的主控模块，其设置于PCB板的中心区域；用于对数字温度信号进行控制的温度控制模块，其设置于主控模块的左侧区域；用于将电平信号转换为差分信号的通讯模块，其设置于PCB板的右下角区域；电机控制模块，其设置于主控模块的上方区域；电源模块，其设置于PCB板下方居中区域，右侧区域为通讯模块；温度采集模块和温度控制模块分别设置于主控模块的右侧区域和左侧区域，以供主控模块将模拟信号和数字信号分右侧区域和左侧区域进行输送，并且主控模块中的去耦电容和旁路电容增加了抗干扰的能力；通讯模块采用低压差线性稳压系统进行供电，将其设置于电源模块的右侧区域，保证了通讯模块的工作性能；电机控制模块的布局有利于进行散热，并且避免对主控模块产生电磁干扰；电源模块附近采用大面积敷铜的方式，增加PCB板布局系统电磁兼容性，本PCB板布局系统进行了有效的分离，减少了信号之间的干扰，提高了信号的稳定性，保证了数据的准确。
【附图说明】
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型提供的PCB板布局系统的结构示意图；
图2为本实用新型提供的温度采集电路的电路原理图；
图3为本实用新型提供的温度控制电路的电路原理图；
图4为本实用新型提供的通讯电路的电路原理图。
【具体实施方式】
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
图1为本实用新型提供的PCB板布局系统的结构示意图，如图1所示，该PCB板布局系统包括用于采集模拟温度信号的温度采集模块1，其设置于PCB板的右侧区域；用于将模拟温度信号转换为数字温度信号的信号转换模块2，其设置于主控模块3和温度采集模块1之间的区域；用于输送数字温度信号的主控模块3，其设置于PCB板的中心区域；用于对数字温度信号进行控制的温度控制模块4，其设置于主控模块3的左侧区域；用于将电平信号转换为差分信号的通讯模块5，其设置于PCB板的右下角区域；用于驱动电机运行的电机控制模块6，其设置于主控模块3的上方区域；用于给主控模块3和通讯模块5提供电源的电源模块7，其设置于PCB板下方居中区域，右侧区域为通讯模块5。
温度采集模块1和温度控制模块4分别设置于主控模块3的右侧区域和左侧区域，以供主控模块3将模拟信号和数字信号分右侧区域和左侧区域进行输送，提高了信号的稳定性；并且主控模块3中的去耦电容和旁路电容增加了抗干扰的能力；通讯模块5采用低压差线性稳压系统进行供电，将其设置于电源模块7的右侧区域，保证了通讯模块5的工作性能；电机控制模块6的布局有利于进行散热，并且避免对主控模块3产生电磁干扰；电源模块7附近采用大面积敷铜的方式，增加PCB板布局系统电磁兼容性。
本实用新型中，电源模块采用TPS5430DDAR芯片进行设计，使用该芯片进行设计时，方便布局布线，降低了系统的成本；同时将TPS5430DDAR输出的电压通过低压差线性稳压器(LDO)分别给主控模块3和通讯模块5提供电源，提升了系统的可靠性。
图2为本实用新型提供的温度采集电路的电路原理图，如图2所示，温度采集模块1包括温度采集电路11，温度采集电路11包括滤波电路111、电压采集电路112、分压电路113、电压转换电路114和放大电路115。
滤波电路111用于滤波和耦合；电压采集电路112用于将输入的模拟电压信号转换为数字电压信号，并将数字电压信号发送给主控模块；分压电路113用于对模拟温度信号进行分压；电压转换电路114用于将5V电源转换为2.5V电源，提高电路的带载能力；放大电路115用于对模拟温度信号进行放大。
图3为本实用新型提供的温度控制电路的电路原理图，如图3所示，温度控制模块4包括温度控制电路41，温度控制电路41包括光电耦合器U1至光电耦合器U3、电阻R1至电阻R12、电容C1、电容C2、三极管Q1和三极管Q2。
电阻R1和电阻R2的一端分别3.3V电源，电阻R1的另一端接光电耦合器U1的1引脚，电阻R2的另一端接光电耦合器U1的4引脚；光电耦合器U1的8引脚接5V电源，电阻R3的两端分别接光电耦合器U1的7引脚和8引脚；电容C1的一端接5V电源，电容C1的另一端接地；电阻R4的两端分别接光电耦合器U1的6引脚和8引脚。
电阻R5和电阻R6的一端分别接3.3V电源，电阻R5的另一端接光电耦合器U2的1引脚，电阻R6的另一端接光电耦合器U2的4引脚；光电耦合器U2的8引脚接5V电源，电阻R7的两端分别接光电耦合器U2的7引脚和8引脚；电阻R8的两端分别接光电耦合器U2的6引脚和8引脚；电容C2的一端接5V电源，电容C2的另一端接地；电阻R9的一端接5V电源，所述电阻R9的另一端接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极接光电耦合器U2的7引脚，三极管Q1的集电极接地；电阻R10的一端接5V电源，电阻R10的另一端接三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极接光电耦合器U2的6引脚，三极管Q2的集电极接地。
光电耦合器U3的4引脚接5V电源，电阻R11的一端接光电耦合器U3的3引脚，电阻R11的另一端接地；电阻R12的一端接3.3V电源，电阻R12的另一端接光电耦合器U3的1引脚。
光电耦合器U1至光电耦合器U3用于进行电隔离和信号放大，将输入信号和输出信号隔离，避免输入信号对输出信号的干扰；电阻R1至电阻R12用于分压调节电路中的电压值；电容C1和电容C2用于滤波，减少信号中的噪声和干扰；三极管Q1和三极管Q2用于防止电流反向冲击光电耦合器U2，对光电耦合器U2进行反向保护。
本实用新型中，光电耦合器U1和光电耦合器U2的型号均为HCPL630；光电耦合器U3的型号为LTV-217-TP1-G。
图4为本实用新型提供的通讯电路的电路原理图，如图4所示，通讯模块5包括通讯电路51，通讯电路51包括通讯芯片U4、电阻R13至电阻R16、电容C3至电容C7、三极管Q3、三极管Q4、晶振X1和USB连接器USB1。
三极管Q3的发射极接3.3V电源，基极接电阻R13的一端，集电极接电阻R14的一端，电阻R13的另一端接通讯芯片U4的14引脚，电阻R14的另一端接地；电阻R15的一端接3.3V电源，电阻R15的另一端接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极连接于电阻R13和通讯芯片U4的14引脚的公共端，三极管Q4的基极接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接通讯芯片U4的13引脚；电容C3和电容C4的一端分别接5V电源，电容C3和电容C4的另一端分别接地；晶振X1的两端分别接通讯芯片U4的7引脚和8引脚；电容C5的一端接通讯芯片U4的8引脚，电容C5的另一端接地；电容C6的一端接USB连接器USB17引脚，电容C6的另一端接地；USB连接器USB1的2引脚和3引脚分别接USB连接器USB1的6引脚和5引脚。
电阻R13至电阻R16用于限制电路的大小，防止电流过大损坏电路；电容C3至电容C7用于耦合和隔离，防止信号之间的干扰；三极管Q3和三极管Q4用于增加信号的幅度，提高信号的驱动能力，减少信号的干扰；晶振X1用于提供时钟信号，以同步信号的通信。
本实用新型中，通讯芯片U4的型号为CH340G。
本实用新型中，通讯电路51采用通讯芯片U4进行设计，并通过外围电路的配置将芯片配置到最佳性能状态，USB连接器USB1方便用户接插，通过三极管Q3、三极管Q4提高了信号驱动能力，减少了信号的干扰，并且在设计时加入感性元件对电路中的噪声进行处理，确保了通讯模块5的正常工作。
本实用新型提供的技术方案中，该PCB板布局系统包括用于采集模拟温度信号的温度采集模块，其设置于PCB板的右侧区域；用于将模拟温度信号转换为数字温度信号的信号转换模块，其设置于主控模块和温度采集模块之间的区域；用于输送数字温度信号的主控模块，其设置于PCB板的中心区域；用于对数字温度信号进行控制的温度控制模块，其设置于主控模块的左侧区域；用于将电平信号转换为差分信号的通讯模块，其设置于PCB板的右下角区域；电机控制模块，其设置于主控模块的上方区域；电源模块，其设置于PCB板下方居中区域，右侧区域为通讯模块；温度采集模块和温度控制模块分别设置于主控模块的右侧区域和左侧区域，以供主控模块将模拟信号和数字信号分右侧区域和左侧区域进行输送，并且主控模块中的去耦电容和旁路电容增加了抗干扰的能力；通讯模块采用低压差线性稳压系统进行供电，将其设置于电源模块的右侧区域，保证了通讯模块的工作性能；电机控制模块的布局有利于进行散热，并且避免对主控模块产生电磁干扰；电源模块附近采用大面积敷铜的方式，增加PCB板布局系统电磁兼容性，本PCB板布局系统进行了有效的分离，减少了信号之间的干扰，提高了信号的稳定性，保证了数据的准确。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种应用于荧光定量PCR仪的PCB板布局系统，其特征在于，所述PCB板布局系统包括用于采集模拟温度信号的温度采集模块，其设置于PCB板的右侧区域；用于将模拟温度信号转换为数字温度信号的信号转换模块，其设置于主控模块和温度采集模块之间的区域；用于输送数字温度信号的主控模块，其设置于PCB板的中心区域；用于对数字温度信号进行控制的温度控制模块，其设置于主控模块的左侧区域；用于将电平信号转换为差分信号的通讯模块，其设置于PCB板的右下角区域；用于驱动电机运行的电机控制模块，其设置于主控模块的上方区域；用于给主控模块和通讯模块提供电源的电源模块，其设置于PCB板下方居中区域，右侧区域为通讯模块；
所述温度采集模块和温度控制模块分别设置于主控模块的右侧区域和左侧区域，以供主控模块将模拟信号和数字信号分右侧区域和左侧区域进行输送，并且主控模块中的去耦电容和旁路电容增加了抗干扰的能力；通讯模块采用低压差线性稳压系统进行供电，将其设置于电源模块的右侧区域，保证了通讯模块的工作性能；电机控制模块的布局有利于进行散热，并且避免对主控模块产生电磁干扰；电源模块附近采用大面积敷铜的方式，增加PCB板布局系统电磁兼容性。
2.根据权利要求1所述的PCB板布局系统，其特征在于，所述温度采集模块包括温度采集电路，所述温度采集电路包括滤波电路、电压采集电路、分压电路、电压转换电路和放大电路；
滤波电路用于滤波和耦合；电压采集电路用于将输入的模拟电压信号转换为数字电压信号，并将所述数字电压信号发送给主控模块；分压电路用于对模拟温度信号进行分压；电压转换电路用于将5V电源转换为2.5V电源，提高电路的带载能力；放大电路用于对模拟温度信号进行放大。
3.根据权利要求1所述的PCB板布局系统，其特征在于，所述温度控制模块包括温度控制电路，所述温度控制电路包括光电耦合器U1至光电耦合器U3、电阻R1至电阻R12、电容C1、电容C2、三极管Q1和三极管Q2；
光电耦合器U1至光电耦合器U3用于进行电隔离和信号放大，将输入信号和输出信号隔离，避免输入信号对输出信号的干扰；电阻R1至电阻R12用于分压调节电路中的电压值；电容C1和电容C2用于滤波，减少信号中的噪声和干扰；三极管Q1和三极管Q2用于防止电流反向冲击光电耦合器U2，对光电耦合器U2进行反向保护。
4.根据权利要求1所述的PCB板布局系统，其特征在于，所述通讯模块包括通讯电路，所述通讯电路包括通讯芯片U4、电阻R13至电阻R16、电容C3至电容C7、三极管Q3、三极管Q4、晶振X1和USB连接器USB1；
电阻R13至电阻R16用于限制电路的大小，防止电流过大损坏电路；电容C3至电容C7用于耦合和隔离，防止信号之间的干扰；三极管Q3和三极管Q4用于增加信号的幅度，提高信号的驱动能力，减少信号的干扰；晶振X1用于提供时钟信号，以同步信号的通信。
5.根据权利要求3所述的PCB板布局系统，其特征在于，所述光电耦合器U1和光电耦合器U2的型号均为HCPL630；所述光电耦合器U3的型号为LTV-217-TP1-G。
6.根据权利要求4所述的PCB板布局系统，其特征在于，所述通讯芯片U4的型号为CH340G。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |