基线恢复电路的制作方法

背景技术：

技术实现思路

1、本公开的方面包括用于差分输出端上的基线信号恢复的电路、系统和方法。根据某些实施方案的电路包括：输入模块，该输入模块用于从传感器接收信号；放大器模块，该放大器模块可操作地连接到输入模块，用于修改输入信号；基线恢复模块，该基线恢复模块可操作地连接到放大器模块，用于提取输入信号的直流分量；以及输出模块，该输出模块可操作地连接到放大器模块，用于传输基线恢复信号，其中输出模块包括差分输出端。

2、在一些实施方案中，电路被配置成减去输入信号的直流分量，该直流分量相对于输入信号的持续时间而随时间缓慢变化。在一些情况下，输入信号的直流分量部分地基于生成输入信号的传感器的温度而随时间缓慢变化。

3、在一些实施方案中，电路被配置成接收对应于多个事件的输入信号并且分离对应于每个事件的信号。在某些实施方案中，电路被配置成使得电路的高通截止频率低于1hz。

4、在一些实施方案中，输出模块包括第一差分输出端和第二差分输出端。在一些情况下，第一差分输出端和第二差分输出端上的信号之间的差包括基线恢复信号。在某些情况下，信号之间的差包括第一差分输出端和第二差分输出端之间的电压差。在一些实施方案中，电路被配置成使得差分输出端降低对低频噪声的敏感度。在实例中，电路被配置成使得差分输出端降低对由电磁干扰引起的噪声的敏感度。在一些情况下，第一差分输出端和第二差分输出端被共同定位以降低对电磁干扰的敏感度，例如，差分输出端可以连接到双绞线和/或差分输出端被屏蔽以降低对电磁干扰和串扰的敏感度。在一些情况下，差分输出端包括屏蔽的电缆芯线。在某些实施方案中，屏蔽的电缆芯线包括多个差分输出端之间的公共屏蔽。

5、在一些实施方案中，输出模块被配置成吸收在差分输出端处传输的信号的反射。在一些情况下，输出模块包括可操作地连接到差分输出端的匹配电阻器，该匹配电阻器被配置成吸收在差分输出端上传输的信号的反射。

6、在一些实施方案中，电路被配置成位于传感器附近。在一些情况下，电路被配置成与传感器共同定位。在一些情况下，电路被配置成位于传感器的1cm内。在其他情况下，电路被安装在基板上，其中基板被成形为使得基板靠近传感器定位。在实例中，基板是印刷电路板。在一些实施方案中，传感器是光检测器。在一些情况下，光检测器是光电倍增管或光电二极管或雪崩光电检测器。

7、在实施方案中，放大器模块包括具有差分放大器输出端的第一放大器。在一些情况下，放大器模块包括在第一放大器输出端和输入端之间的多个反馈回路。

8、在实施方案中，基线恢复模块包括可操作地连接到差分放大器输出端的滤波器网络。在一些实施方案中，滤波器网络包括用于提取输入信号的直流分量的低通滤波器。在一些情况下，低通滤波器包括第一跨导元件和电容器。在实例中，滤波器网络的输出端可操作地连接到放大器模块的输入端。在一些实例中，滤波器网络的输出端可操作地连接到第一放大器的输入端。在一些实例中，滤波器网络的输出端可操作地连接到第一放大器的非反相输入端。在实施方案中，基线恢复模块进一步包括第二跨导元件，该第二跨导元件可操作地连接到第一跨导元件并被配置成将基于电压的信号转换成基于电流的信号。在一些实施方案中，基线恢复网络包括将滤波器网络从电路断开的开关。

9、在实施方案中，输入模块被配置成变换从传感器接收的输入信号。在一些实施方案中，从传感器接收的输入信号是基于电流的信号，并且输入模块被配置成将基于电流的信号转换成基于电压的信号。在其他实施方案中，输入模块包括晶体管。在实例中，来自传感器的输入信号可操作地连接到晶体管的栅极。

10、在实施方案中，电路是模拟电路。在一些实施方案中，电路是光检测系统的电路。在一些情况下，电路是流式细胞仪的光检测系统的电路。

11、本公开的方面还包括用于在差分输出端上生成、传输和接收基线恢复信号的系统。根据某些实施方案的系统包括用于在差分输出端上生成基线恢复信号的基线恢复电路，诸如如上所述的基线恢复电路，用于接收由基线恢复电路传输的差分输入端上的基线恢复信号的下游接收器电路，以及被配置成连接基线恢复电路的差分输出端与下游接收器电路的差分输入端的电缆芯线。某些系统是传感器读出系统。在实施方案中，下游接收器电路被配置成将从基线恢复电路接收的差分信号转换成数字信号。

12、在实施方案中，下游接收器电路包括可操作地连接到差分输入端的抗混叠滤波器模块、可操作地连接到抗混叠滤波器模块的输出端的反冲保护模块以及可操作地连接到反冲保护模块的输出端的模数转换器模块，用于将从基线恢复电路接收的信号转换成数字信号。在一些实施方案中，模数转换器模块包括差分输入端。在一些情况下，抗混叠滤波器模块包括具有差分输入端和差分输出端的放大器。在某些情况下，抗混叠滤波器放大器包括位于放大器输出端和输入端之间的多个反馈路径。在实施方案中，抗混叠滤波器放大器包括电阻器和电容器的网络。在其他实施方案中，抗混叠滤波器模块被配置成接收两个差分偏移控制电压作为附加输入。在某些实施方案中，反冲保护模块包括电阻器和电容器的网络。

13、在实施方案中，下游接收器电路进一步包括电压源模块，该电压源模块被配置成生成用于传感器的高电压控制电势信号。在一些情况下，高电压控制电势信号包括用于光检测器的传感器增益设置。在一些实施方案中，光检测器是雪崩光电二极管传感器或光电二极管传感器或光电倍增管传感器。在其他实施方案中，电压源模块包括dc-dc转换器。在一些情况下，电压源模块包括反馈网络，该反馈网络被配置成将高电压控制电势信号与参考电压进行比较。

14、在一些实施方案中，电压源模块包括数模转换器，该数模转换器可操作地连接到dc-dc转换器的输出端并且被配置成输出用于传输到传感器的高电压控制电势信号和用于抗混叠滤波器的偏移控制电压。在其他实施方案中，电缆芯线进一步包括高电压传输线，该高电压传输线被配置成将高电压控制电势信号传送给传感器。在一些情况下，传感器与基线恢复电路共同定位。

15、本公开的方面还包括流式细胞术系统，该流式细胞术系统包括用于在差分输出端上生成、传输和接收基线恢复信号的系统。根据某些实施方案的流式细胞术系统包括光源，所述光源被配置成照射包含在流动流中流动的粒子的样品；光检测系统，该光检测系统包括用于检测来自样品中的粒子的光并基于所检测到的光生成数据信号的光传感器；以及传感器读出系统，诸如上文概述的传感器读出系统。

16、在流式细胞仪系统的实施方案中，基线恢复电路靠近光检测系统定位。在一些实施方案中，基线恢复电路远离下游接收器电路定位。在一些情况下，下游接收器电路为光传感器生成高电压控制电势信号。在流式细胞仪系统的某些实施方案中，高电压控制电势信号包括用于光传感器的增益设置。在其他实施方案中，高电压控制电势信号经由电缆芯线传输到光检测系统，其中电缆芯线可操作地连接到下游接收器电路和光检测系统。在某些实施方案中，该系统进一步包括远离光检测系统处理由光传感器检测到的数据信号。在一些情况下，处理由光传感器检测到的数据信号包括将数据信号转换成数字信号。

17、本公开的方面还包括用于通过基线恢复电路在差分输出端上生成基线恢复信号的方法。方法的实施方案包括由电路接收源自传感器的输入信号，由电路基于输入信号生成差分信号，提取差分信号的直流分量，减去所提取的差分信号的直流分量以生成基线恢复信号，以及通过差分输出端输出所得到的基线恢复信号。

18、在实施方案中，该方法被连续地应用以减去输入信号中可能随时间缓慢变化的直流分量。在其他实施方案中，直流分量部分地基于生成输入信号的传感器的温度而随时间缓慢变化。在一些情况下，由电路基于输入信号生成差分信号包括应用被配置成生成差分输出信号的放大器。

19、在该方法的实施方案中，提取差分信号的直流分量包括将滤波器网络应用于差分信号。在其他实施方案中，滤波器网络包括低通滤波器。在某些实施方案中，滤波器网络包括跨导元件和电容器。在一些情况下，减去所提取的差分信号的直流分量包括将所提取的差分信号的直流分量馈送到电路反馈回路中。在其他情况下，将所提取的差分信号的直流分量馈送到电路反馈回路中包括将用于生成差分输出信号的放大器的输出馈送到放大器的输入中。在实施方案中，放大器的输入端是放大器的非反相输入端。

20、在实施方案中，通过差分输出端输出所得到的基线恢复信号包括通过电缆芯线传输基线恢复信号。在一些情况下，电缆芯线是双绞线。在一些情况下，电缆芯线是屏蔽的。

21、本公开的方面还包括用于在差分输出端上生成、传输和接收基线恢复信号的方法。方法的实施方案包括由传感器生成输入信号，部署可操作地连接到传感器的传感器读出系统(诸如上文概述的传感器读出系统)，将传感器读出系统的基线恢复电路应用于输入信号以生成基线恢复差分信号，由基线恢复电路通过电缆芯线传输基线恢复差分信号，以及由下游接收器电路通过电缆芯线接收基线恢复差分信号。

22、此类方法的实施方案进一步包括由下游接收器电路将基线恢复差分信号转换成数字信号。其他实施方案进一步包括处理数字信号以识别传感器检测到的事件。其他实施方案进一步包括由下游接收器电路生成高电压控制电势。其他实施方案进一步包括通过电缆芯线将高电压控制电势传输到传感器用于传感器增益控制。