专利名称：一种电致孔药物导入仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种药物导入仪，具体涉及一种可输出多种电脉冲波形且参数变化灵活可调的电致孔药物导入仪。
背景技术：
电致孔药物导入仪的电脉冲形状、幅度和持续时间等参数对给药效果均有不同程度的影响；同时由于不同生物细胞的大小、结构、化学特性各不相同，所以对某一种特定药物进行有效电致孔所需要电脉冲参数也不相同；这样就需要根据被给药者及所给药物选择合适的电脉冲。而现有的电致孔药物导入仪提供的脉冲参数都比较单一，大部分仪器或局限于一种脉冲波形或参数变化范围小。
发明内容针对现有技术的缺陷与不足，本实用新型的目的在于提供一种可输出多种电脉冲波形且参数变化灵活可调的电致孔药物导入仪。为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种电致孔药物导入仪，包括壳体，其特征在于，所述壳体中安装有依次连接的控制芯片、D/A转换器、滤波器、程控放大电路和功率放大电路，所述壳体的前面板上设置有液晶显示屏和参数调控按钮；所述程控放大电路包括继电器控制芯片、运放和至少两个继电器，所述每个继电器分别通过电阻与滤波器连接，每个继电器均与继电器控制芯片连接，每个继电器均与运放连接，所述继电器控制芯片与控制芯片连接；所述功率放大电路包括依次连接的第一放大电路、互补电路、脉冲变压器驱动器和脉冲变压器，所述功率放大电路中连接有反馈电路，该反馈电路包括相连接的第二放大电路和滤波电路，所述第二放大电路通过采样电阻与脉冲变压器驱动器连接，所述滤波电路与互补电路的输入端连接，所述第一放大电路与运放连接；所述液晶显示屏和参数调整按钮均与控制芯片连接。本实用新型的其他技术特征为所述控制芯片采用EP2C8Q208C8芯片。所述滤波器采用7阶椭圆滤波器。所述的第一放大电路为单管放大电路。所述继电器控制芯片采用ULN2001芯片。所述的脉冲变压器驱动器采用IRF740 MOSFET0本实用新型的药物导入仪为一种全函数波形窄脉冲药物导入仪，该导入仪能够提供正弦波、三角波、方波和锯齿波四种脉冲波形，此外还能对脉冲的参数幅值、间隔、宽度和波形类型进行实时调控。
图I为本实用新型的内部结构示意图；图2为本实用新型的程控放大电路的结构示意图；图3为本实用新型的功率放大电路的结构示意图。以下结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细说明。
具体实施方式
如图I和2所示，根据本实用新型的技术方案，该实施例的电致孔药物导入仪包括壳体，该壳体中安装有依次连接的控制芯片、D/A转换器、滤波器、程控放大电路和功率放大 电路，所述壳体的前面板上设置有液晶显示屏和参数调控按钮；所述程控放大电路包括继电器控制芯片、运放和十个继电器，每个继电器分别通过电阻与滤波器连接，每个继电器均与继电器控制芯片连接，每个继电器均与运放连接，继电器控制芯片与控制芯片连接；所述功率放大电路包括依次连接的第一放大电路、互补电路、脉冲变压器驱动器和脉冲变压器，该功率放大电路中还连接有反馈电路，该反馈电路包括相连接的第二放大电路和滤波电路，第二放大电路通过采样电阻与脉冲变压器驱动器连接，滤波电路与互补电路的输入端连接，第一放大电路与运放连接；所述液晶显示屏和参数调整按钮分别于控制芯片连接。其中的控制芯片选用altera公司的Cyclone II系列的EP2C8Q208C8芯片，为实现本实用新型的技术目的，采用SOPC嵌入式技术在FPGA芯片中嵌入Nios II软核处理器，以实现对系统的控制；并修改直接频率合成技术原理，在FPGA芯片中采用硬件描述语言实现四种脉冲波形发生电路；滤波器采用7阶椭圆滤波器；第一放大电路为单管放大电路；继电器控制芯片采用ULN2001芯片。系统工作时，首先通过触摸屏和旋钮向FPGA芯片中的Nios II软核处理器发送输出的脉冲信号参数，当Nios II软核处理器接收到脉冲参数指令后，经过Nios II软核处理器程序处理将控制指令发送到FPGA芯片中的脉冲信号发生器，脉冲信号发生器产生相应参数的数字型脉冲信号，通过D/A转换器将数字型脉冲信号转换为模拟脉冲信号，该模拟脉冲信号是系统最终所要输出的脉冲信号的基本脉冲信号；接着将基本脉冲信号经过滤波电路剔除掉高频噪声信号，通过程控放大电路和后级的功率放大电路得到最终需要输出的脉冲电压信号。同时液晶显示屏显示脉冲信号的各项参数。对于装置中的程控放大电路的连接设计原理是根据D/A转换器中T型权电阻网络原理，采用继电器和电阻实现脉冲幅值的调节电路。使用继电器代替D/A转换器T型权电阻网络中的模拟开关，消除了模拟开关寄生参数对脉冲信号波形的影响，通过FPGA中的Nios II软核处理器实现对其的控制，继电器型号可为欧姆龙的G6S-2-Y。结合图3所示，以N级T型权电阻网络为例，电阻RAl —端接第一级网络输入端(第一级网络输入端作为程控放大电路脉冲信号输入端)，另一端接下第二级网络输入端；电阻RBl —端接第一级网络输入端，另一端接继电器I的公共触电，即可构成第一级T型权电阻网络。电阻RA2—端接第二级网络输入端(第二级网络输入端也就是第一级网络的输出端)，另一端接下第三级网络输入端；电阻RB2 —端接第二级网络输入端，另一端接继电器2的公共触电，即可构成第二级T型权电阻网络。依此连接关系向后级联构成N级T型权电阻网络，最后一级的网络连接关系为电阻RBN和RB (N+1)接第N-I网络的输出端，其中电阻RBN接继电器N的公共触点，电阻RB (N+1)接地即可。此外所有继电器的常开触点接运放的反相端，各继电器的常闭触点接运放的同相端，运放的输出端为脉冲信号的输出端；继电器的线包正端接5V电压，负端接到芯片ULN2001的输出端，ULN2001的输入端接到FPGA芯片。采用ULN2001芯片作为缓冲器，防止继电器切换时产生的反电势引起FPGA的I/O 口的破坏。其中输出端运放的作用是实现脉冲信号求和运算，运放型号为AD8009。N的大小取决于控制精度，最小值为2 ;RA系列电阻与RB系列电阻为I :2关系，网络中需要N-I个RA系列电阻，N+1个RB系列电阻。本实施例中N取10，即需要10个继电器9个51欧姆RA系列电阻，11个100欧姆RB系列电阻。其中的功率放大电路是由单管放大电路，脉冲变压器驱动电路、后级脉冲变压器放大和反馈电路组成。 单管放大电路是将程控放大电路输出的脉冲信号经过缓冲和放大，以满足后级MOSFET工作在线性区的要求。因系统输出脉冲宽度和间隔变化范围较宽，放大电路必须实现较宽频带范围的增益稳定性，为了保证电路具有足够大的带宽范围。电路使用单个晶体管实现电路放大，选用晶体管型号为2N5551。脉冲变压器驱动器件采用M0SFET，为了提高驱动电路的线性度范围，MOSFET的偏置和推动采用了达林顿对管实现互补输出电路。MOSFET选用型号为IRF740 ;达林顿对管选用 TIP120/125 对管。反馈回路的作用是稳定MOSFET的直流工作状态，使脉冲变压器驱动器在静态时处于微导通状态，同时防止温度变化引起的工作点漂移。原理是通过连接在MOSFET漏极的采样电阻将MOSEFT源漏电流转换成电压，经过滤波放大后的反馈电压施加到MOSFET驱动电路的输入端，以起到稳定直流状态时的目的。放大电路和滤波电路由一个集成运放实现，运放型号为LM324。脉冲变压器对输出的脉冲信号进行升压，实现脉冲幅度的放大，所用脉冲变压器的升压比为1:20。
权利要求1.一种电致孔药物导入仪，包括壳体，其特征在于，所述壳体中安装有依次连接的控制芯片、D/A转换器、滤波器、程控放大电路和功率放大电路，所述壳体的前面板上设置有液晶显示屏和参数调控按钮； 所述程控放大电路包括继电器控制芯片、运放和至少两个继电器，所述每个继电器分别通过电阻与滤波器连接，每个继电器均与继电器控制芯片连接，每个继电器均与运放连接，所述继电器控制芯片与控制芯片连接； 所述功率放大电路包括依次连接的第一放大电路、互补电路、脉冲变压器驱动器和脉冲变压器，所述功率放大电路中连接有反馈电路，该反馈电路包括相连接的第二放大电路和滤波电路，所述第二放大电路通过采样电阻与脉冲变压器驱动器连接，所述滤波电路与互补电路的输入端连接，所述第一放大电路与运放连接； 所述液晶显示屏和参数调整按钮均与控制芯片连接。
2.如权利要求I所述的电致孔药物导入仪，其特征在于，所述控制芯片采用EP2C8Q208C8 芯片。
3.如权利要求I所述的电致孔药物导入仪，其特征在于，所述滤波器采用7阶椭圆滤波器。
4.如权利要求I所述的电致孔药物导入仪，其特征在于，所述的第一放大电路为单管放大电路。
5.如权利要求I所述的电致孔药物导入仪，其特征在于，所述继电器控制芯片采用ULN2001 芯片。
6.如权利要求I所述的电致孔药物导入仪，其特征在于，所述的脉冲变压器驱动器采用 IRF740 MOSFET。
专利摘要本实用新型公开了一种电致孔药物导入仪。仪器包括壳体，该壳体中安装有依次连接的控制芯片、D/A转换器、滤波器、程控放大电路和功率放大电路，所述壳体的前面板上设置有液晶显示屏和参数调整按钮，该液晶显示屏和参数调整按钮分别于控制芯片连接。本实用新型的药物导入仪能够提供正弦波、三角波、方波和锯齿波四种脉冲波形，此外还能对脉冲的参数幅值、间隔、宽度和波形类型进行实时调控。
文档编号A61N1/32GK202605532SQ201220200990
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者邓周虎, 杨海龙, 郝宝华, 王雪文 申请人:西北大学