chinese直男口爆体育生外卖, 99久久er热在这里只有精品99, 又色又爽又黄18禁美女裸身无遮挡, gogogo高清免费观看日本电视,私密按摩师高清版在线,人妻视频毛茸茸,91论坛 兴趣闲谈,欧美 亚洲 精品 8区,国产精品久久久久精品免费

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

【世說芯品】滿足PoC檢測儀器的未來需求,試試集成式光學接收器

Excelpoint世健 ? 2023-04-12 11:28 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

體外診斷(IVD)系統(tǒng)依賴光學接收器技術來獲得高靈敏度的具體診斷結果,諸如ELISA和PCR等成熟技術即利用熒光光學接收鏈來執(zhí)行診斷檢測。同樣的,護理點即時檢測(PoC)也采用光學接收器作為強有力的工具來創(chuàng)建準確、靈活、快速的系統(tǒng)以獲取結果。本文詳細介紹了設計光學PoC接收鏈時需考慮的關鍵因素,闡釋了集成式光學前端能滿足這些性能需求的原因及相應的關鍵優(yōu)勢——助力構建適應未來需求的平臺。


熒光檢測診斷技術的基礎知識

基于熒光方法的IVD檢測使用特定波長的光激發(fā)含有熒光標記的樣本,如圖1的綠色箭頭所示。如果樣本中包含目標分析物,被熒光標記的目標分析物會發(fā)射低能量的光對激發(fā)做出反應。,樣本中的熒光標記發(fā)射紅光進行響應,這種發(fā)射光就是我們需要檢測的熒光信號,以確定樣本中是否包含目標分析物及其含量。



基于熒光方法的診斷檢測需要借助一個閾值去檢測熒光。如果接收的熒光信號低于閾值水平,則無法確定樣本中存在目標分析物。系統(tǒng)中的電子器件和一些其他因素可能產(chǎn)生背景噪聲使得閾值增高。為降低閾值水平,同時持續(xù)穩(wěn)定地獲得更出色的靈敏度而不犧牲選擇性,我們需要謹慎設計光學檢測系統(tǒng),確保信號鏈不會提高背景噪聲的水平。

典型的PoC熒光檢測系統(tǒng)

典型的PoC診斷熒光檢測系統(tǒng)采用發(fā)光二極管(LED)來生成激發(fā)光,采用光電二極管(PD)來檢測樣本發(fā)出的熒光。PD產(chǎn)生電流,該電流與熒光信號的光強成正比。與本底噪聲相比,PD的電流通常非常低,所以需要精心設計電子系統(tǒng),在不犧牲選擇性的情況下實現(xiàn)高靈敏度的檢測??缱?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器(TIA)將PD的電流信號轉換為電壓信號,模數(shù)轉換器(ADC)將該電壓信號進行數(shù)字化處理,并轉換為相應的熒光水平。

PoC熒光檢測系統(tǒng)的性能需求

PoC系統(tǒng)的設計人員需要盡量在不犧牲選擇性的情況下實現(xiàn)最高的診斷靈敏度。這就要求PoC儀器能夠可靠識別非常低的PD電流,以響應LED的激勵。例如,高靈敏度的系統(tǒng)必須能夠檢測皮安級PD電流,以響應100 mA級的LED激勵電流。也就是說,該系統(tǒng)必須能夠檢測約140 dB光學衰減的PD電流。


要實現(xiàn)這些性能,設計時需綜合考慮多種器件級和系統(tǒng)級的因素。PD的模擬前端(AFE)設計尤為重要。因為與本底噪聲相比,PD的電流通常非常微弱,所以TIA必須具備高增益和低輸入偏置電流。除此之外,還需要考慮其他的一些重要參數(shù),包括低TIA輸入失調電壓,以及PD和TIA之間的最小距離。


系統(tǒng)設計也是實現(xiàn)高靈敏度檢測的一個重要因素。熒光檢測必須與LED的激勵同步,因此系統(tǒng)需要采用控制器來確保這種同步。要在本底噪聲中識別出微弱的PD電流信號,系統(tǒng)通常需要計算多個熒光讀數(shù)的平均值,這種求均值的技術是控制器的一個重要功能。環(huán)境光和LED的漂移會導致系統(tǒng)誤差,若能利用控制器抑制環(huán)境光并抑制LED的漂移,就能實現(xiàn)系統(tǒng)性能的整體優(yōu)勢。

集成式光學前端接收器的優(yōu)勢

PoC讀取器的信號鏈可以選擇兩種明顯不同的架構:完全分立式解決方案,或者使用集成式光學前端(如圖3所示)。集成式解決方案的第一個明顯優(yōu)勢是有助于簡化系統(tǒng)設計。集成式解決方案可以在光學前端內部實現(xiàn)熒光檢測和LED激勵的同步。采用集成式光學前端還能減少外圍器件,實現(xiàn)更緊湊的解決方案,從而在降低BOM和電源管理的復雜程度的同時減小設備的尺寸。另外非常關鍵的一點是,集成式光學前端能夠通過固件配置參數(shù),例如光電二極管、LED驅動器和濾波器的參數(shù),而分立式解決方案則無法提供這種可配置性,需要重新開發(fā)新硬件。可配置性非常關鍵,因為我們需要根據(jù)變化隨時調整平臺,以改進或者采用新的檢測方法。這是因為某些病原體的新變異株以及一些新的疾病在不斷產(chǎn)生,所以構建無需更改硬件就可以實現(xiàn)新的檢測方法的接收器平臺將會成為一大優(yōu)勢。

集成式光學前端具有明顯優(yōu)勢,但是,如何衡量低光度熒光應用中光學前端的性能并不簡單。單純考量集成式光學前端的信噪比(SNR)并不能揭示光學接收器的真實性能,這是由于光照水平通常很低,因此光學前端的絕對本底噪聲而非SNR才是關鍵參數(shù)。盡管1/f噪聲分量會限制均值方法對本底噪聲的改善程度,但我們還是可以基于熒光測量的時標采用均值方法降低本底噪聲。因此,絕對暗電流噪聲特別是閃爍噪聲是主要的考量因素。許多集成式光學AFE的數(shù)據(jù)手冊都未給出整個系統(tǒng)(包括PD)的暗電流噪聲,因此我們需要單獨測量該值。

ADI公司的集成式光學前端

ADI的集成式光學前端(例如 MAX86171)非常適合PoC熒光應用,可以集成模擬信號鏈和數(shù)字控制器從而構成光學接收器的單IC解決方案。MAX86171包含可調的光電二極管輸入、19位ADC、低噪聲LED驅動器,以及FIFO緩沖串行接口。


該AFE具有9個LED通道和4個PD通道,擁有足夠通道支持多種檢測方法并支持未來的檢測擴展而無需進行硬件升級。該器件可通過SPI或I2C進行編程,允許對例如積分時間、均值范圍和動態(tài)范圍等參數(shù)進行微調。FIFO支持在MCU的休眠模式下進行測量,從而延長手持式PoC系統(tǒng)的電池壽命。


更重要的是,該器件具有高性能和低噪聲的特性,能夠助力構建高靈敏度的檢測系統(tǒng)。借助均值功能和低1/f噪聲的特性,面積為7.5 mm2的光電二極管構成的信號鏈的暗電流噪聲僅為11 pA rms,能夠可靠檢測1 pA至10 pA范圍內的低光電二極管電流,尤其適用于低光度的熒光應用。此外,該器件出色的PSRR和環(huán)境光抑制特性能夠減輕系統(tǒng)工程師設計電源和機械外殼的負擔。我們使用MAX86171驅動LED通過多層中性密度(ND)光學濾波器再經(jīng)光電二極管接收以驗證性能,如圖5所示。通過增大ND濾波器的密度,光學衰減可在40 dB (ND2)至140 dB (ND7)之間變化,由此模擬PCR或LAMP檢測過程中熒光含量減少的行為。當衰減低于140 dB時,MAX86171能夠可靠檢測高于本底暗電流的光電二極管電流,并且分辨率好于10 pA。MAX86171之所以具有如此高的靈敏度,是因為光電二極管連接至光學前端時的暗電流噪聲很低,僅為11 pA rms。經(jīng)過測量得出,MAX86171的性能超出了PoC儀器的性能要求,充分適配各種生化目標分析物的檢測。MAX86171的內部寄存器支持通過固件設置,例如脈沖寬度、脈沖強度、增益和偏置。此外,MAX86171還支持采用濾波、均值和環(huán)境光抑制等選項來優(yōu)化光學檢測的性能。綜上,MAX86171是一種具有極高靈敏度的解決方案,可在不改動硬件的情況下支持新的檢測方法。

結論

IVD系統(tǒng)的電路設計需要慎重考慮,確保在不犧牲選擇性的情況下實現(xiàn)高靈敏度的檢測。適配各種生化目標分析物的檢測系統(tǒng)最為關鍵的是要保證能夠識別各種微弱的電子信號,只有這樣才能提供準確的診斷結果。


PoC市場發(fā)展迅猛,接收器既要具備靈活性以適應未來需求,還要能夠適應不斷增加和不斷變化的檢測項目。ADI公司的集成式光學前端MAX86171不但能夠滿足這些嚴格的性能要求,還支持軟件配置,是降低電子接收器設計難度和適應未來需求的良好解決方案。

原文轉自亞德諾半導體

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 檢測
    +關注

    關注

    5

    文章

    4736

    瀏覽量

    93567
  • 儀器
    +關注

    關注

    1

    文章

    4084

    瀏覽量

    52617
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關推薦
    熱點推薦

    電磁閥氣密性檢測儀:多模式檢測滿足多樣需求-岳信儀器

    電磁閥品質的關鍵角色,尤其是它的多模式檢測功能,能滿足各種各樣的需求。傳統(tǒng)的檢測方式往往只能應對單一的情況,而現(xiàn)代的電磁閥氣密性檢測儀擁有多
    的頭像 發(fā)表于 10-11 14:19 ?86次閱讀
    電磁閥氣密性<b class='flag-5'>檢測儀</b>:多模式<b class='flag-5'>檢測</b>,<b class='flag-5'>滿足</b>多樣<b class='flag-5'>需求</b>-岳信<b class='flag-5'>儀器</b>

    多種類幾何尺寸集成智能儀器定制 一站解決產(chǎn)線多維度測量需求

    的應用技術。通過對這些傳感的應用創(chuàng)新,可以解決各種復雜條件下的產(chǎn)品測量問題,可根據(jù)測量需求隨意組合。 多種成熟產(chǎn)品集成:目前,藍鵬測控已有多種成熟智能儀器投入使用,常規(guī)的有直線度測量
    發(fā)表于 10-09 13:50

    GPS 接收器 IC skyworksinc

    電子發(fā)燒友網(wǎng)為你提供()GPS 接收器 IC相關產(chǎn)品參數(shù)、數(shù)據(jù)手冊,更有GPS 接收器 IC的引腳圖、接線圖、封裝手冊、中文資料、英文資料,GPS 接收器 IC真值表,GPS 接收器
    發(fā)表于 09-17 18:34
    GPS <b class='flag-5'>接收器</b> IC skyworksinc

    Texas Instruments ISO1228數(shù)字輸入接收器數(shù)據(jù)手冊

    。ISO1228輸入接收器可配置為源型或匯入型數(shù)字輸入,只需對硬件進行極小的改動。這款數(shù)字輸入接收器包括串行SPI和并行輸出模式。ISO1228輸入接收器具有可編程突波濾波、
    的頭像 發(fā)表于 08-02 11:09 ?784次閱讀
    Texas Instruments ISO1228數(shù)字輸入<b class='flag-5'>接收器</b>數(shù)據(jù)手冊

    希立儀器-揭秘氣密性檢測儀的精度提升秘訣方法

    編輯:希立儀器設備隨著智能化與集成化技術的深化應用,氣密性檢測儀將在更多領域發(fā)揮不可替代的作用。成為保障產(chǎn)品安全的核心工具。氣密性檢測儀的精度如何提升,可從設備選型、環(huán)境控制、操作規(guī)范
    的頭像 發(fā)表于 04-29 17:21 ?395次閱讀
    希立<b class='flag-5'>儀器</b>-揭秘氣密性<b class='flag-5'>檢測儀</b>的精度提升秘訣方法

    鋁礬土檢測儀器 鋁土礦化驗設備

    鋁礬土檢測儀器 鋁土礦化驗設備 鋁礬土檢測儀器 鋁土礦化驗設備 鶴壁標創(chuàng)儀器儀表制造有限公司 測試鋁礬土的儀器 檢測鋁土礦的設備 特點 1、
    發(fā)表于 12-18 10:13

    電磁干擾的檢測儀器選擇 EMI電磁干擾的常見誤區(qū)

    。 1. 檢測儀器的類型 電磁干擾的檢測儀器可以分為以下幾類: 頻譜分析儀 :用于測量特定頻率范圍內的信號強度和頻譜分布。 接收機 :用于接收和分析特定頻率的信號。 近場探頭 :用于測
    的頭像 發(fā)表于 11-20 14:52 ?1757次閱讀

    電力檢測儀器在智能電網(wǎng)中的作用

    電力檢測儀器在智能電網(wǎng)中扮演著至關重要的角色。智能電網(wǎng)是一個高度自動化、信息化、互動化的電力網(wǎng)絡,它通過集成先進的信息通信技術、傳感技術、自動化控制技術等,實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的高效、可靠、經(jīng)濟和環(huán)保
    的頭像 發(fā)表于 10-30 10:15 ?1239次閱讀

    電力檢測儀器的在線監(jiān)測功能

    隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和技術的進步,電力檢測儀器的在線監(jiān)測功能變得越來越重要。在線監(jiān)測技術能夠實時監(jiān)控電力設備的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的故障和異常,從而提高電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。 電力
    的頭像 發(fā)表于 10-30 10:13 ?1147次閱讀

    如何選擇適合的電力檢測儀器

    電力檢測儀器是電力系統(tǒng)維護和故障診斷的重要工具,它們幫助工程師和技術人員確保電力系統(tǒng)的安全、可靠和高效運行。選擇合適的電力檢測儀器對于提高工作效率和確保檢測結果的準確性至關重要。 一、明確檢測
    的頭像 發(fā)表于 10-30 10:11 ?1046次閱讀

    電力檢測儀器的安全注意事項

    電力檢測儀器是電力行業(yè)不可或缺的工具,它們幫助工程師和技術人員監(jiān)測和維護電力系統(tǒng)的安全和效率。 一、了解儀器特性和操作手冊 在操作任何電力檢測儀器之前,必須徹底了解其特性、功能和操作要求。閱讀并理解
    的頭像 發(fā)表于 10-30 10:08 ?1084次閱讀

    電力檢測儀器與能源管理的關系

    在現(xiàn)代工業(yè)和社會發(fā)展中,能源管理是確保經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的關鍵環(huán)節(jié)。電力作為最主要的能源形式之一,其檢測和監(jiān)控對于能源管理具有重要意義。電力檢測儀器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分,其精確性和可靠性
    的頭像 發(fā)表于 10-30 10:06 ?681次閱讀

    電力檢測儀器使用方法

    隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善,電力檢測儀器在電力行業(yè)中的應用越來越廣泛。這些儀器能夠幫助工程師和技術人員監(jiān)測和分析電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的問題。 一、電力檢測儀器的分類 電力
    的頭像 發(fā)表于 10-30 10:02 ?1725次閱讀

    電力檢測儀器的選擇指南

    電力系統(tǒng)是現(xiàn)代社會的基礎設施,其穩(wěn)定性和可靠性對經(jīng)濟和日常生活至關重要。電力檢測儀器作為電力系統(tǒng)維護和管理的關鍵工具,其選擇和使用需要專業(yè)知識和細致考量。 1. 確定檢測需求 在選擇電力檢測儀
    的頭像 發(fā)表于 10-30 09:58 ?1539次閱讀