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Analog Devices:医疗应用IC
第8卷,第4期 半导体解决方案通报

血液分析系统要求宽带宽和快速采样处理周期和分析

流式细胞仪

在流式细胞仪系统中,细微粒子悬浮在流动液体中,每个细胞都要同时进行物理和化学特性检测。当待测的染色细胞流过试样管并且经过光源的前端时,对细胞中或附加到细胞上的荧光化学物质进行分析。使用光电二极管测量每个细胞发出的光强,通过分析光强的变化,就可以确定每个细胞物理和化学结构的不同类型信息。

为了实现与光电检测器输出兼容,要求放大级能提供宽带宽、低偏置电流和低输入电容,以保证精密的信号检测;同时,为了确保有限的失真和系统速度,放大级还要求快速建立时间。AD8616 非常适合用于光电二极管传感器的反馈环路。它是一款20 MHz、CMOS、轨对轨双运算放大器,具有65 µV低失调电压、仅8 nV/√Hz的噪声、1 pA的输入偏置电流和0.002%的总谐波失真(THD)。高增益带宽精密FastFET™运算放大器AD8067也是一个不错的选择,其输入偏置电流为0.6 pA,稳定增益>8,54 MHz的–3 dB带宽,压摆率640 V/µs,噪声6.6 nV/√Hz/0.6 fA/√Hz。

从光电二极管传感器反馈环路出来的数据首先通过ADC转换,然后进入数字信号处理器(DSP)进行处理。在选择ADC时,高速与保持信噪比是非常重要的性能指标。AD9248是一款高性能、65 MSPS模数转换器(ADC),内置两个采样保持放大器和一个基准源,奈奎斯特频率的信噪比(SNR)= 71.6 dBc。它采用64引脚LQFP封装。DSP的任务包括接收FPGA散射,转换为浮点格式,补偿滤波器重叠,比较期望的细胞类型。ADSP21160系列浮点DSP提供丰富、功能强大的指令集、浮点精度以及高速运行。

通过高压细胞分类方法控制细胞(期望或非期望的)是一种特殊类型的流式细胞仪,它使用一套偏转板将细胞分类到不同的收集容器。这些偏转板保持某一高压电位,不带电的细胞垂直掉下,而带电荷的细胞被吸引到特定的偏转板上,从而有效地将待测细胞分配到不同的收集容器。通过将脉冲电压施加到图中所示的充电环上可逐个地给每个细胞带电。AD5445是一款12 bit、宽带、电流输出乘法型数模转换器(DAC)。它能够将脉冲转变为光束使每个细胞带电。它可对不同宽度的脉冲倍频,以适应细胞速度(500 kHz~2 MHz),并且具有一个高速并行接口。AD5445采用20引脚LFCSP封装和TSSOP封装。

AD8067 AD8616 ADR43x AD5445 AD9248 AD8616

Analog Devices:流式细胞仪

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