[发明专利]微电极放大器回零电路及其实现快速回零的方法

说明书

微电极放大器回零电路及其实现快速回零的方法，包括信号跟随器，用于对输入的微电极信号进行阻抗变换；加法器，将信号跟随器的输出信号与数模转换器的输出信号相加，并输出回零的微电极电位信号；数模转换器，将处理器输出的数字回零补偿值转换成模拟量；处理器，根据加法器的输出，计算回零补偿值；模数转换器，将加法器输出的模拟信号转换成数字信号至处理器。避免回零过程程序进入死循环，使电平信号的直流成分经过加法器消除，实现快速回零，提高测试结果的准确性。

技术领域

本发明属于仪器仪表技术领域，尤其涉及微电极放大器回零电路及其实现快速回零的方法。

背景技术

随着生命科学技术的发展，人们对脑细胞、心肌细胞等各类细胞组织的研究日益广泛，这就需要能插入生物细胞内的微电极对细胞内的信号进行采样。

微电极是指尖端很细的电极探针。它可以用于胞内测量，也可以用于胞外测量。对于细胞内测量，通常采用玻璃微电极，内部灌注盐溶液（如饱和的KCL或NaCL），与电极夹持器的金属接触点之间构成盐桥，从而构成电路的一部分。玻璃微电极尖端用特制仪器拉制得非常细（直径一般不超过1µm），这样细的针尖刺入植物细胞膜后，质膜很快就能够在针尖刺入处愈合，从而避免细胞膜受到破坏，且容易获得一个比较稳定的膜电势差。

最简单的玻璃微电极可用来测量细胞膜内外的电势差。这时需要两个电极，一个是测量电极（该测量电极的电阻简称“极阻”），尖端细小，插入细胞内，另一个是参比电极，尖端稍大，安放在细胞外。两电极间的电势差由静电计测量，经放大器放大后由记录仪记录。

由于其功能上的复杂性，因此此类的品的系统结构复杂，操作复杂，且性能不稳定，生产工艺繁多且对电子器件的要求高价格高，存在较大由于电子器件的误及温漂引入的测量误差。

由于外部干扰的存在，会造成二分法求解的过程会进入到死循环分支，造成程序假死的情况。极阻测试激励高波与低波非对称，未回零的极阻激励测试波将会影响测试结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出微电极放大器回零电路及其实现快速回零的方法。

微电极放大器回零电路，包括：信号跟随器，用于对输入的微电极信号进行阻抗变换；加法器，将信号跟随器的输出信号与数模转换器的输出信号相加，并输出回零的微电极电位信号；数模转换器，将处理器输出的数字回零补偿值转换成模拟量；处理器，根据加法器的输出，计算回零补偿值；模数转换器，将加法器输出的模拟信号转换成数字信号至处理器。

进一步的，还包括信号调理器A，所述信号调理器A的输入与数模转换器的输出连接，信号调理器A的输出与加法器的一个输入连接。

进一步的，还包括信号调理器B，所述信号调理器B的输入与加法器的输出连接，信号调理器B的输出与处理器的一个输入端口连接。

进一步的，所述处理器为微控制单元MCU或数字信号处理器DSP。

进一步的，还包括异常计数器，用于控制回零补偿次数。

6.基于所述微电极放大器回零电路的实现快速回零的方法，包括以下步骤：

S1：初始化回零补偿最大值、初始化回零补偿最小值；

S2：初始化异常计数器值；

S3：计算回零补偿最大值与回零补偿最小值的均值，

S4：均值作为回零补偿值与输入信号在加法器中合成后回零输出；

S5：处理器延时，通过数模转换器采样获取回零补偿后的回零输出信号；

S6：判断回零输出信号是否低于零电平值，若是则更新回零补偿最小值为当前回零补偿值；若否则更新回零补偿最大值为当前回零补偿值；