專(zhuān)利名稱(chēng)：多光源多孔道發(fā)光控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)學(xué)光電檢測(cè)技術(shù)，主要是分光光度法進(jìn)行多光源多孔道生化檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及ー種多光源多孔道發(fā)光控制電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代醫(yī)療檢驗(yàn)中所涉及的生化檢測(cè)基本為光學(xué)檢測(cè)，以熒光分析法和分光光度法為主。其中分光光度法中一般使用鎢燈和氘燈作為光源，生化試驗(yàn)中信號(hào)采集是按照設(shè)定的頻率進(jìn)行的，光源其實(shí)是可以只在采集過(guò)程中工作即可。但是生化檢測(cè)對(duì)光源的穩(wěn)定性要求很高，為了保證光源穩(wěn)定性一般光源都是常亮狀態(tài)，鎢燈和氘燈在加電發(fā)亮的初期是不能穩(wěn)定的，因此這些光源在動(dòng)態(tài)檢測(cè)的過(guò)程中必須是常亮狀態(tài)，雖然這樣能夠保證輸出穩(wěn)定的光線，但代價(jià)也是非常明顯的，發(fā)熱量大，功耗高，老化嚴(yán)重。因此現(xiàn)在很多設(shè)備采用了發(fā)光二極管(LED)作為檢測(cè)光源，由于發(fā)光二極管有發(fā)光穩(wěn)定、功耗低、發(fā)熱量小、不易老化的特性因而受現(xiàn)代光電研發(fā)人員的認(rèn)可。不過(guò)由于LED發(fā)光量比較小，所以多孔道檢測(cè)電路必須搭配多個(gè)LED。而且發(fā)光模式也是常亮狀態(tài)。這樣的話(huà)多個(gè)LED都會(huì)消耗電流，而且孔道越多耗能越大，非常不利于低功耗和手持設(shè)備的應(yīng)用。以往的多孔道LED光源驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)是如圖1，多孔道光源驅(qū)動(dòng)電路并聯(lián)在電源的正負(fù)兩端，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)為ー個(gè)限流電阻及ー個(gè)LED串接在電源的正負(fù)兩端。以往的設(shè)計(jì)是所有孔道的LED全部工作，采集電路在很短的時(shí)間內(nèi)將所有孔道的光信號(hào)一一采集到數(shù)據(jù)庫(kù)中，這種設(shè)計(jì)的缺陷是各孔道的LED時(shí)刻都在常亮狀態(tài)，而且電流大小不可調(diào)整。為此對(duì)于增加光學(xué)器件使用壽命和減小功耗就成為工程師們亟待解決的ー個(gè)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專(zhuān)利的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二級(jí)管的方法，提供ー種多光源多孔道發(fā)光控制電路。本實(shí)用新型專(zhuān)利解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種多光源多孔道發(fā)光控制電路，包括電源及并聯(lián)在電源之間的各孔道發(fā)光二級(jí)管LEDi，i為任意整數(shù)，本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)是還進(jìn)一歩包括有控制微處理器、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)器件和通路選擇電路，控制微處理器的電壓信號(hào)輸出端與電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸出端與驅(qū)動(dòng)器件的信號(hào)觸發(fā)端連接，驅(qū)動(dòng)器件的輸出端一端與通路選擇電路的總端ロ連接，另一端通過(guò)限流電阻R3與電源負(fù)極連接，同時(shí)，控制微處理器的控制輸出端與通路選擇電路的控制輸入端ロ連接，通路選擇電路的信號(hào)輸入端ロ與各孔道發(fā)光二級(jí)管LEDi的負(fù)極連接。而且，在控制微處理器的電壓信號(hào)輸出端與電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸入端之間連接有濾波電路。而且，所述控制微處理器采用型號(hào)為ADUC848的微處理器，控制微處理器內(nèi)部集成有數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC的輸出與電壓電流轉(zhuǎn)換電路連接，或通過(guò)濾波電路與電壓電流轉(zhuǎn)換電路連接。而且，所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路是采用型號(hào)為0P07的集成運(yùn)算放大器搭成的轉(zhuǎn)換電路。而且，所述驅(qū)動(dòng)器件采用型號(hào)為IRLL014的場(chǎng)效應(yīng)管。而且，所述通道選擇電路采用的是型號(hào)為74HC4051的多通道模擬開(kāi)關(guān)，它的總端ロ連接驅(qū)動(dòng)器件的源極，8個(gè)獨(dú)立信號(hào)輸入端ロ分別連接8只發(fā)光二極管LED1-LED8的負(fù)極，模擬開(kāi)關(guān)的控制輸入端ロ分別連接在控制微處理器的控制輸出端。本實(shí)用新型專(zhuān)利的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本實(shí)用新型電路即可控制LED的工作狀態(tài)又同時(shí)可以控制LED驅(qū)動(dòng)電流的大小和亮度，可使LED既可以穩(wěn)定發(fā)光又可以降低功耗和工作時(shí)間，從而提高LED的使用壽命。2、本實(shí)用新型研究了發(fā)光二極管的性能，從上電到發(fā)光穩(wěn)定為納秒級(jí)別，因此在很短的時(shí)間內(nèi)就可以從無(wú)光到達(dá)穩(wěn)定發(fā)光狀態(tài)，因此我們利用控制微處理器智能驅(qū)動(dòng)LED，實(shí)現(xiàn)了控制的高智能化。

圖1 是原有多光源多孔道發(fā)光電路的電原理圖；圖2是本實(shí)用新型多光源多孔道發(fā)光控制電路的電原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利實(shí)施例做進(jìn)ー步詳述需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，不能以本實(shí)施例作為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利的限定。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理是本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)是采集和驅(qū)動(dòng)電路同時(shí)進(jìn)行工作和切換，在系統(tǒng)對(duì)單個(gè)孔道光信號(hào)進(jìn)行采集的時(shí)候同時(shí)驅(qū)動(dòng)此路LED進(jìn)行發(fā)光，當(dāng)信號(hào)采集到下ー個(gè)孔道時(shí)，此孔道的LED停止工作?？傮w來(lái)說(shuō)就是同一時(shí)刻下多孔道中只有一孔道LED是工作狀態(tài)，其它孔道均為待機(jī)狀態(tài)，無(wú)功耗?？椎涝蕉喙?jié)能效果越明顯，功耗為原來(lái)的1/N。本實(shí)用新型的具體實(shí)施如下ー種多光源多孔道發(fā)光控制電路，包括VDD電源及并聯(lián)在電源之間的各孔道發(fā)光ニ級(jí)管LEDi，i為1-8的整數(shù)，本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)是還進(jìn)一歩包括有控制微處理器、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)器件和通路選擇電路，控制微處理器的電壓信號(hào)輸出端與電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸出端與驅(qū)動(dòng)器件的信號(hào)觸發(fā)端連接，驅(qū)動(dòng)器件的輸出端一端與通路選擇電路的總端ロ連接，另一端通過(guò)限流電阻R3與VDD電源負(fù)極連接，同時(shí)，控制微處理器的控制輸出端與通路選擇電路的控制輸入端ロ連接，通路選擇電路的信號(hào)輸入端ロ與各孔道發(fā)光二級(jí)管LEDi的負(fù)極連接。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施中，在控制微處理器的電壓信號(hào)輸出端與電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸入端之間連接有濾波電路，濾波電路為ー個(gè)RC濾波電路，此電路用來(lái)濾去DAC輸出的干擾電壓。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施中，控制微處理器采用型號(hào)為ADUC848的微處理器，內(nèi)部集成數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC,可輸出小信號(hào)可變電壓,數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC的輸出與電壓電流轉(zhuǎn)換電路連接，或通過(guò)濾波電路與電壓電流轉(zhuǎn)換電路連接，如圖2所示，晶體振蕩器Yl的兩端連接在控制微處理器的XTALl與XTAL2上，并通過(guò)電容C6、Cl連接到電源負(fù)極；RESET通過(guò)電容C8與電源正極相連接，并通過(guò)電阻R4連接到電源負(fù)極；DVDD通過(guò)電容C9連接到DGND上；DVDD與電源正極相連接，DVDD與電源負(fù)極相連接；PSEN通過(guò)電阻R5連接到電源負(fù)極；EA通過(guò)電阻R6連接到電源正扱。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施中，電壓電流轉(zhuǎn)換電路是采用型號(hào)為0P07的集成運(yùn)算放大器搭成的轉(zhuǎn)換電路，電位器RPotl連接在集成運(yùn)算放大器的調(diào)整端ロ，模擬電位器RPotl的調(diào)節(jié)端連接在電源+6V與電容C3之間的節(jié)點(diǎn)上，集成運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端連接在驅(qū)動(dòng)器件與限流電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)上，集成運(yùn)算放大器的正向輸入端與濾波電路連接，接收控制微處理器發(fā)出的電壓信號(hào)，集成運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)過(guò)電阻R2輸出。此電路的作用是將DAC輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施中，驅(qū)動(dòng)器件采用型號(hào)為IRLL014的場(chǎng)效應(yīng)管，場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與電阻R2連接，源極連接通路選擇電路的總端ロ，漏極連接電阻R3與集成運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端。此器件的作用是通過(guò)柵極電流大小的控制來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制源極與漏極之間電流的大小，從而控制發(fā)光二極管LED發(fā)光亮度。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施中，通道選擇電路采用的是型號(hào)為74HC4051的多通道模擬開(kāi)關(guān)，它的總端ロ連接驅(qū)動(dòng)器件的源扱，8個(gè)獨(dú)立信號(hào)輸入端ロ分別連接8只發(fā)光二極管LED1-LED8的負(fù)極，模擬開(kāi)關(guān)的控制輸入端ロ EN、A、B、C分別連接在控制微處理器的控制輸出端PO. O、PO.1、PO. 2、PO. 3端口上。此電路的作用是通過(guò)微處理器對(duì)模擬開(kāi)關(guān)通道的切換控制實(shí)現(xiàn)選擇性驅(qū)動(dòng)單ー發(fā)光二極管LEDi。本實(shí)用新型的工作原理和步驟是⑴給整個(gè)電路加電；⑵控制微處理器調(diào)整通道選擇回路將發(fā)光二極管LEDl與驅(qū)動(dòng)器件的源極接通；⑶控制微處理器輸出DAC電壓值；⑷電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓電流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件；(5)驅(qū)動(dòng)器件將接通的LEDl驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮；(6)點(diǎn)亮過(guò)程持續(xù)125ms時(shí)間(發(fā)光二極管可在此時(shí)間到達(dá)發(fā)光穩(wěn)定狀態(tài))此時(shí)對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行光信號(hào)采集；(7)采樣后控制微處理器輸出DAC值為OV電壓值；(8)控制微處理器調(diào)整通道選擇電路切換到下一回路發(fā)光二極管LED2與驅(qū)動(dòng)器件的源極接通；(9)控制微處理器再次輸出DAC進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。以此類(lèi)推，只要掌握好采集間隔和采集時(shí)間，發(fā)光二極管和硅光電池就可以以1/N的利用率來(lái)進(jìn)行使用，而且并不影響樣本采集的效率。
權(quán)利要求1.一種多光源多孔道發(fā)光控制電路，包括電源及并聯(lián)在電源之間的各孔道發(fā)光二級(jí)管 LEDi, i為任意整數(shù)，其特征在于還進(jìn)一步包括有控制微處理器、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)器件和通路選擇電路，控制微處理器的電壓信號(hào)輸出端與電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸入端連接， 電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸出端與驅(qū)動(dòng)器件的信號(hào)觸發(fā)端連接，驅(qū)動(dòng)器件的輸出端一端與通路選擇電路的總端口連接，另一端通過(guò)限流電阻R3與電源負(fù)極連接，同時(shí)，控制微處理器的控制輸出端與通路選擇電路的控制輸入端口連接，通路選擇電路的信號(hào)輸入端口與各孔道發(fā)光二級(jí)管LEDi的負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光源多孔道發(fā)光控制電路，其特征在于在控制微處理器的電壓信號(hào)輸出端與電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸入端之間連接有濾波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多光源多孔道發(fā)光控制電路，其特征在于所述控制微處理器采用型號(hào)為ADUC848的微處理器，控制微處理器內(nèi)部集成有數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC的輸出與電壓電流轉(zhuǎn)換電路連接，或通過(guò)濾波電路與電壓電流轉(zhuǎn)換電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光源多孔道發(fā)光控制電路，其特征在于所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路是采用型號(hào)為0P07的集成運(yùn)算放大器搭成的轉(zhuǎn)換電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光源多孔道發(fā)光控制電路，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器件采用型號(hào)為IRLL014的場(chǎng)效應(yīng)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光源多孔道發(fā)光控制電路，其特征在于所述通道選擇電路采用的是型號(hào)為74HC4051的多通道模擬開(kāi)關(guān)，它的總端口連接驅(qū)動(dòng)器件的源極，8個(gè)獨(dú)立信號(hào)輸入端口分別連接8只發(fā)光二極管LED1-LED8的負(fù)極，模擬開(kāi)關(guān)的控制輸入端口分別連接在控制微處理器的控制輸出端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種多光源多孔道發(fā)光控制電路，包括電源及各孔道發(fā)光二級(jí)管LEDi，還進(jìn)一步包括有控制微處理器、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)器件和通路選擇電路，控制微處理器的輸出與電壓電流轉(zhuǎn)換電路連接，電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸出端與驅(qū)動(dòng)器件的觸發(fā)端連接，驅(qū)動(dòng)器件的輸出一端與通路選擇電路的總端口連接，另一端通過(guò)限流電阻R3與電源負(fù)極連接，同時(shí)，控制微處理器的控制輸出端與通路選擇電路的控制輸入端口連接，通路選擇電路的信號(hào)輸入端口與各孔道發(fā)光二級(jí)管LEDi的負(fù)極連接。本實(shí)用新型電路即可控制LED的工作狀態(tài)又控制LED驅(qū)動(dòng)電流的大小，通過(guò)控制微處理器智能驅(qū)動(dòng)LED，實(shí)現(xiàn)了各孔道光源的順序工作，降低功耗，延長(zhǎng)LED的使用壽命。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202886258SQ20122059888
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者黃炎彬, 辛鶴林, 王興, 郭磊 申請(qǐng)人:天津市一瑞生物工程有限公司