電路、復(fù)位電路、LCD顯示器和擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器均與單片機(jī)電連接，預(yù)放大電路的輸入端與DA轉(zhuǎn)換電路的輸出端電連接。
[0020]單片機(jī)顯示測控電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、DA轉(zhuǎn)換電路以及預(yù)放大電路、控制按鍵電路、晶振電路、復(fù)位電路、LCD顯示器和擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器，系統(tǒng)通過軟件程序控制STC89C52單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生需要的低頻脈沖信號，LCD參數(shù)顯示和參數(shù)調(diào)節(jié)。程序通過調(diào)節(jié)信號輸出和停止時間實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生頻率和占空比均可調(diào)節(jié)的脈沖信號，進(jìn)而通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832電路，將單片機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為需要的模擬低頻脈沖信號。DAC0832為電流型輸出，因此通過外接運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)電壓型輸出，設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換電路基準(zhǔn)電壓為5V，根據(jù)幅值輸出調(diào)節(jié)按鍵可以控制其輸出信號幅值在0-5V范圍調(diào)節(jié)。控制按鍵中前三個按鍵分別對應(yīng)頻率、占空比和幅值設(shè)定選擇功能，當(dāng)選中其中一個參數(shù)后，第四、第五鍵分別對參數(shù)值進(jìn)行加減改變，當(dāng)參數(shù)設(shè)置合適后，按下第六鍵進(jìn)行確認(rèn)輸出，最終產(chǎn)生0.5Hz-2k Hz方波脈沖波。同時通過液晶顯示IXD1602顯示其輸出信號頻率、占空比、幅值(頻率單位赫茲，占空比用百分比表示，幅值為電壓單位伏特)。當(dāng)程序運(yùn)行不正常時，應(yīng)用復(fù)位電路對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。晶振時鐘電路由外部晶振驅(qū)動，為了提高信號輸出精度，采用24 MHz晶振。同時該單片機(jī)外加一片AT24C02存儲芯片存儲顯示參數(shù)設(shè)置，簡化開機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)置。該低頻脈沖信號發(fā)生系統(tǒng)由單片機(jī)控制，軟件實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，操控方便。
[0021]功率放大濾波電路包括跟隨器電路、粗調(diào)放大電路、第一四階低通濾波電路、第二級放大電路、第二四階低通濾波電路和功率放大電路，信號依次流經(jīng)跟隨器電路、粗調(diào)放大電路、第一四階低通濾波電路、第二級放大電路、第二四階低通濾波電路和功率放大電路。
[0022]如圖3所示，隨器電路包括運(yùn)放器IC1A、二極管Dl、二極管D2和電容Cl，電容Cl和運(yùn)放器IClA的同相輸入端間串聯(lián)電阻R2，電容Cl和運(yùn)放器IClA的同相輸入端間的節(jié)點(diǎn)與地間串聯(lián)二極管D1，二極管Dl的陽極接地，二極管D2與二極管Dl并聯(lián)，且二極管D2的陰極接地，運(yùn)放器IClA的輸出端與運(yùn)放器IClA的反相輸入端間串聯(lián)電阻R3，運(yùn)放器IClA的輸出端上串聯(lián)電阻R4。
[0023]如圖4所示，粗調(diào)放大電路包括運(yùn)放器IC1B、電阻R6、粗調(diào)變阻器VR和電容C2，電容C2串聯(lián)在運(yùn)放器IClB的輸出端和運(yùn)放器IClB的反相輸入端之間，電阻R6和粗調(diào)變阻器VR組成的串聯(lián)電路與電容C2并聯(lián)。
[0024]如圖5所示，第一四階低通濾波電路包括運(yùn)放器IClC和運(yùn)放器IC1D，運(yùn)放器IClC的同相輸入端上依次串聯(lián)電阻R8、電阻R9、電阻RlO和電阻RlI，電阻R9和電阻RlO間的節(jié)點(diǎn)和運(yùn)放器IClC的輸出端間串聯(lián)電容C3，電阻Rll和運(yùn)放器IClC的同相輸入端間的節(jié)點(diǎn)與地間串聯(lián)電容C4，運(yùn)放器IClC的輸出端與運(yùn)放器IClD的同相輸入端間依次串聯(lián)電阻R13、電阻R14、電阻R15和電阻R16，電阻R14和電阻R15間的節(jié)點(diǎn)和運(yùn)放器IClD的輸出端間串聯(lián)電容C5，電阻R16和運(yùn)放器IClD的同相輸入端間的節(jié)點(diǎn)與地間串聯(lián)電容C6。
[0025]如圖6所示，第二級放大電路包括運(yùn)放器IC3A、電阻R20和電容C7，運(yùn)放器IC3A的同相輸入端上串聯(lián)電阻R18，運(yùn)放器IC3A的反相輸入端和運(yùn)放器IC3A的輸出端間串聯(lián)電阻R20，電容C7和電阻R20并聯(lián)。
[0026]如圖7所示，第二四階低通濾波電路包括運(yùn)放器IC3B和運(yùn)放器IC3D，運(yùn)放器IC3B的同相輸入端上依次串聯(lián)電阻R21、電阻R22、電阻R23和電阻R24，電阻R22和電阻R23間的節(jié)點(diǎn)和運(yùn)放器IC3B的輸出端間串聯(lián)電容C8，電阻R24和運(yùn)放器IC3B的同相輸入端間的節(jié)點(diǎn)與地間串聯(lián)電容C9，運(yùn)放器IC3B的輸出端與運(yùn)放器IC3D的同相輸入端間依次串聯(lián)電阻R25、電阻R27、電阻R28和電阻R29，電阻R27和電阻R28間的節(jié)點(diǎn)和運(yùn)放器IC3D的輸出端間串聯(lián)電容C10，電阻R29和運(yùn)放器IC3D的同相輸入端間的節(jié)點(diǎn)與地間串聯(lián)電容C11。
[0027]如圖3至圖8所示，運(yùn)放器IClA和運(yùn)放器IClB構(gòu)成跟隨器和粗調(diào)放大電路，實(shí)現(xiàn)了隔離前級噪聲和選擇輸出功率范圍的功能。運(yùn)放器IClC和運(yùn)放器IClD構(gòu)成2.5KHZ的四階低通濾波器，運(yùn)放器IC3A構(gòu)成第二級放大，進(jìn)一步隔離前級噪聲并放大信號，然后進(jìn)行進(jìn)一步濾波，由運(yùn)放器IC3B和運(yùn)放器IC3D構(gòu)成2KHz的四階低通濾波器，經(jīng)濾波后的信號送入后級由APEX公司的PA19芯片構(gòu)成功率放大電路，該芯片具有轉(zhuǎn)換率高，最高放大輸出電壓可達(dá)35V，輸出最大峰值電流可達(dá)5 A，增益帶寬積高，共模抑制比大等優(yōu)點(diǎn)。為了得到可調(diào)范圍大且穩(wěn)定的輸出脈沖電磁場，保證電路安全、穩(wěn)定，設(shè)計(jì)由PA19芯片構(gòu)成的功率放大電路為壓控電流源電路。由于該電路驅(qū)動的負(fù)載為治療電感線圈，根據(jù)感性負(fù)載電路的穩(wěn)定性分析及補(bǔ)償原則，對電路反饋回路進(jìn)行補(bǔ)償。
[0028]在實(shí)際使用中將可調(diào)焦距聚焦電磁場發(fā)射線圈安裝到照射治療支架上，如9所示，為了方便照射治療，發(fā)射線圈被固定于一可旋轉(zhuǎn)活動支架上，照射治療支架包括固定盤1、可升降支撐桿2、360°阻尼旋轉(zhuǎn)環(huán)3和旋轉(zhuǎn)支撐桿4。固定盤I穩(wěn)固整個照射支架，可升降支撐桿2可上下伸縮，長度范圍為50cm-100cm，通過360°阻尼旋轉(zhuǎn)3環(huán)和旋轉(zhuǎn)支撐桿4連接，使旋轉(zhuǎn)支撐桿4可以任意角度擺動，旋轉(zhuǎn)支撐桿4的一端固定安裝可調(diào)焦距聚焦電磁場發(fā)射線圈6，該可調(diào)焦距聚焦電磁場發(fā)射線圈能夠調(diào)整照射聚焦范圍，由三塊方形PCB聚焦線圈構(gòu)成，三塊PCB聚焦線圈分別產(chǎn)生三個能量聚焦于線圈垂直中心線的電磁場，三個電磁場中心線通過聚焦調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同的空間重疊角度，從而選擇整個電磁場發(fā)射系統(tǒng)的一個照射焦點(diǎn)，使電磁場能量集中。根據(jù)凍傷程度調(diào)整折疊角度，從而調(diào)整電磁場聚焦范圍。該可調(diào)焦距聚焦電磁場發(fā)射線圈6通過連接線5和低頻脈沖電磁場凍傷治療儀的功率放大濾波電路相連接?？烧{(diào)焦距聚焦電磁場發(fā)射線圈下端為可升降的治療平臺8，該平臺放置需要照射治療的凍傷部位，被照射組織7放置在平臺合適位置進(jìn)行照射治療。可升降支撐平臺8的高度調(diào)節(jié)范圍30cm-120cm，滿足普通治療需要。
[0029]電源模塊:主要由交直流模塊AC/DC提供，實(shí)現(xiàn)± 12 V，5 V，±24 V直流電源供電。
[0030]凍傷治療儀使用說明:
凍傷治療儀的操作主要用來產(chǎn)生合適頻率、占空比和強(qiáng)度的低頻脈沖電磁場。其操控面板如圖10所示。IXD顯示輸出信號的頻率、占空比和強(qiáng)度。按鍵I按下，IXD顯示頻率調(diào)節(jié)參數(shù)，此時通過按鍵4增加設(shè)定頻率，按鍵5減小設(shè)定頻率，步進(jìn)0.5Hz，預(yù)設(shè)頻率完成后，按下按鍵6確認(rèn)設(shè)定輸出信號頻率。按鍵2按下，IXD顯示占空比調(diào)節(jié)參數(shù)，此時通過按鍵4增加設(shè)定占空比，按鍵5減小設(shè)定占空比，步進(jìn)1%，預(yù)設(shè)頻率完成后，按下按鍵6確認(rèn)設(shè)定輸出信號占空比。按鍵3按下，LCD顯示電壓調(diào)節(jié)參數(shù)，此時通過按鍵4增加設(shè)定電壓，按鍵5減小設(shè)定電壓，步進(jìn)0.1 V，預(yù)設(shè)電壓完成后，按下按鍵6確認(rèn)設(shè)定輸出信號電壓。面板右邊旋鈕調(diào)節(jié)粗調(diào)輸出電壓范圍，細(xì)調(diào)有按鍵完成。信號參數(shù)設(shè)定完成后，由BNC輸出接頭輸出，通過同軸抗干擾電纜連接照射聚焦電磁線圈，產(chǎn)生治療需要的低頻脈沖電磁場。
[0031]凍傷治療儀照射治療效果:
通過對凍傷后無治療組的兔子凍傷組織和凍傷治療儀照射治療的兔子凍傷組織的恢復(fù)愈合情況進(jìn)行生理病理觀察對比，評估該低頻脈沖電磁場的治療效果。結(jié)果表明在同一凍傷程度下，其