[發(fā)明專利]光電倍增管信號(hào)可控積分電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310045627.4
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN103178848A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃維;張運(yùn)海;張龍;陳瑞濤;高飛;薛曉君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H03M1/12
• 分類號(hào): H03M1/12
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光掃描共焦顯微鏡的數(shù)據(jù)采集，尤其涉及一種光電倍增管信號(hào)可控積分電路。

背景技術(shù)

激光掃描共焦顯微鏡（Laser?Scanning?Confocal?Microscopy，LSCM）是研究亞微米細(xì)微結(jié)構(gòu)的有效技術(shù)手段，它是國(guó)內(nèi)外從事生物醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)研究的科技工作者必備的大型科研儀器。在激光掃描共焦顯微鏡中，采用光電倍增管（Photomultiplier?Tube，PMT）作為熒光探測(cè)器用來(lái)采集微弱熒光信號(hào)，具有高分辨率、高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。在極弱光信號(hào)下，PMT輸出信號(hào)呈現(xiàn)脈沖信號(hào)輸出特性；在微弱光信號(hào)下，PMT輸出信號(hào)呈現(xiàn)出脈沖信號(hào)和直流信號(hào)疊加的輸出特性。

對(duì)于LSCM系統(tǒng)，通過X-Y掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)掃描光斑運(yùn)動(dòng)并遍歷樣本上的成像區(qū)域，從樣本返回的熒光信號(hào)通過光路后到達(dá)PMT，PMT的輸出為在掃描時(shí)間內(nèi)的連續(xù)模擬電壓信號(hào)。由于PMT在弱光下的輸出隨機(jī)分布特性，如果直接對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換并由此重建圖像，則一個(gè)恒定光強(qiáng)的樣本采樣也會(huì)得到一個(gè)像素點(diǎn)隨機(jī)明暗強(qiáng)烈變化的圖像。傳統(tǒng)的提高信噪比的方式是過采樣，即對(duì)同一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行多次采樣然后取平均來(lái)獲得一個(gè)像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)，但這樣采樣出來(lái)的信號(hào)的信噪比比較低，且圖像的噪點(diǎn)比較多。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種光電倍增管信號(hào)可控積分電路，用來(lái)提高PMT信號(hào)的采樣信號(hào)的信噪比。

本發(fā)明提供的光電倍增管信號(hào)可控積分電路，包括：光電倍增管、可控積分模塊、可編程邏輯器件以及模數(shù)（AD）轉(zhuǎn)換器，光電倍增管，用于采集微弱熒光得到微弱信號(hào)，并以電信號(hào)的形式輸出；可控積分模塊，與所述光電倍增管電性連接；可編程邏輯器件，與所述可控積分模塊電性連接，用于控制所述可控積分模塊對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算得到電壓曲線；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述可控積分模塊以及所述可編程邏輯器件電性連接，用于將所述電壓曲線轉(zhuǎn)換為采樣信號(hào)，并輸出。

本發(fā)明中的光電倍增管信號(hào)可控積分電路，通過可編程邏輯器件控制可控積分模塊進(jìn)行積分，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，有效的實(shí)現(xiàn)了輸出數(shù)字信號(hào)有高的信噪比，圖像的噪點(diǎn)低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式中光電倍增管信號(hào)可控積分電路圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施方式中光電倍增管信號(hào)可控積分電路圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式中可控積分模塊的具體電路圖；

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式中可控積分模塊的具體電路圖；

圖5為可編程邏輯器件對(duì)圖3中的可控積分模塊的控制信號(hào)時(shí)序圖；

圖6為可編程邏輯器件對(duì)圖4中的可控積分模塊的控制信號(hào)時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

請(qǐng)參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施方式中光電倍增管信號(hào)可控積分電路圖。

在本實(shí)施方式中，光電倍增管信號(hào)可控積分電路包括：光電倍增管20、可控積分模塊40、可編程邏輯器件50以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog?toDigital?Converter，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC）60。

在本實(shí)施方式中，光電倍增管20用于通過采集微弱熒光得到微弱信號(hào)，并以電信號(hào)的形式輸出。

可控積分模塊40與所述光電倍增管20電性連接，可編程邏輯器件50與所述可控積分模塊40電性連接，用于控制所述可控積分模塊40對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算得到電壓曲線。

在本實(shí)施方式中，所述可控積分模塊40對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算包括積分、保持、放電控制。

在本實(shí)施方式中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器60與所述可控積分模塊40以及所述可編程邏輯器件50電性連接，用于將所述電壓曲線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并輸出。

在本實(shí)施方式中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器60通過所述可編程邏輯器件50的采樣控制對(duì)所述電壓曲線進(jìn)行采樣。

請(qǐng)參閱圖2，圖2所示為本發(fā)明另一實(shí)施方式中光電倍增管信號(hào)可控積分電路圖。