具有低失真信号生成电路块的手持式测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种在体液样品中的分析物的测定中与分析测试条一起使用的手持式测试仪，该手持式测试仪包括外壳、设置在外壳中的时钟模块、设置在外壳中的微控制器、设置在外壳中的低失真信号生成电路块(“LDSGCB”)和被配置成操作地接收分析测试条的条端口连接器。LDSGCB包括信号求和电路(“SSC”)子块、电阻‑电容(RC)滤波器和单个运算放大器。时钟模块和微控制器被配置成生成相移方波信号并将相移方波信号输出到SSC。SSC被配置成对相移方波信号进行求和以生成结果总波信号并将结果总波信号输出到RC滤波器。RC滤波器被配置成从结果总波信号中过滤谐波，从而创建减少谐波失真信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍

本专利技术整体涉及医疗装置，并具体地涉及测试仪和相关方法。相关领域的描述医学领域中特别感兴趣体液样品中的分析物或该体液样品的特性的测定(如检测和/或浓度测量)。例如，可期望测定体液诸如尿液、血液、血浆或间质液的样品中的葡萄糖、酮体、胆固醇、脂蛋白、三甘油酯、对乙酰氨基酚、血细胞比容和/或HbA1c的浓度。可利用结合分析测试条(例如基于电化学的分析测试条)的手持式测试仪来实现此类测定。附图说明本专利技术的新颖特征在所附权利要求书中具体示出。参考以下具体实施方式和附图，将更好地理解本专利技术的特征和优点，具体实施方式列出了采用本专利技术原理的例示性实施方案，附图中类似的数字表示类似的元件，其中：图1为根据本专利技术的实施方案的手持式测试仪的简化图；图2为图1的手持式测试仪的各个块的简化框图；图3为可用于本专利技术的实施方案的低失真信号生成电路块的简化示意图；图4为图3的低失真信号生成电路块的更简化(即，减少到一个有源部件)的示意图；图5为采用堆叠y轴格式的两个相移方波信号和结果总波信号的简化堆叠图；图6为用于各种模拟的电路块的简化电气原理图，包括(i)可在本专利技术的各种实施方案中采用的低失真信号生成电路块的模拟和(ii)替代信号生成电路块的模拟；图7为使用图6的电路块生成的第一谐波模拟振幅结果对相分离的简化图；图8为使用图6的电路块生成的第二、第三、第四和第五谐波模拟振幅结果对相分离的简化图；图9为使用图6的电路块生成的总谐波失真(THD)结果对相分离的简化图；图10是条形图(其中y轴表示相对强度)，该条形图比较了可在本专利技术的实施方案采用的使用2阶滤波和+/-60度方波相分离的低失真信号生成块的谐波模拟振幅结果和采用4阶滤波器的替代信号生成块的谐波模拟振幅结果；并且图11为描绘采用根据本专利技术实施方案的手持式测试仪的方法中的各阶段的流程图。具体实施方式应参考附图来阅读下面的具体实施方式，其中不同附图中类似元件的编号相同。未必按比例绘制的附图仅出于说明的目的描绘示例性实施方案，并且不旨在限制本专利技术的范围。具体实施方式以举例的方式而不是限制性方式示出本专利技术的原理。此具体实施方式将明确地使得本领域技术人员能够制备和使用本专利技术，并且描述了本专利技术的若干实施方案、适应型式、变型形式、替代形式和用途，包括目前据信是实施本专利技术的最佳方式。如本文所用，针对任何数值或范围的术语“约”或“大约”表示允许零件或多个部件的集合执行如本文所述的其指定用途的合适的尺寸公差。一般来讲，根据本专利技术的实施方案，在体液样品中的分析物和/或体液样品的特性的测定中与分析测试条一起使用的手持式测试仪，包括外壳、设置在外壳中的时钟模块、设置在外壳中的微控制器、设置在外壳中的低失真信号生成电路块，和被配置成操作地接收分析测试条的条端口连接器。低失真信号生成电路块包括信号求和电路子块、电阻-电容(RC)滤波器和单个运算放大器。时钟模块和微控制器被配置成生成多个相移方波信号并将多个相移方波信号输出到信号求和电路。信号求和电路被配置成对相移方波信号进行求和以生成结果总波信号并将结果总波信号输出到RC滤波器。此外，RC滤波器被配置成从结果总波信号中过滤谐波，从而创建减少谐波失真信号。单个运算放大器被配置成放大减少谐波失真信号以产生放大的减少谐波失真信号，该放大的减少谐波失真信号被输出到接收在条端口连接器中的分析测试条。根据本专利技术的实施方案的手持式测试仪的优点在于它们使用廉价的低失真信号生成电路块来提供改进的测定精度。此外，因为低失真信号生成电路块仅包括单个运算放大器，因此在手持式测试仪外壳中需要相对较小的空间。低失真信号生成电路块是低成本的，因为例如其仅包括单个有源部件，即单个运算放大器，其中电路的其余部分由无源部件诸如电池(或其它合适的电源轨源)、电阻和电容器构成。虽然仅包括单个运算放大器，但低失真信号生成电路块生成减少谐波失真信号，该信号失真有利地低(例如，对于2阶和4阶谐波，分别具有小于例如1.1％和0.8％的总谐波失真(THC))，并因此尤其适合在高精度测定中使用。一旦本领域技术人员获悉本公开，他或她将认识到，可被容易地改进成根据本专利技术的手持式测试仪的手持式测试仪的实例为可从LifeScanInc.(Milpitas,California)商购获得的2葡萄糖仪。也可被改进的手持式测试仪的附加实例存在于美国专利申请公开2007/0084734(2007年4月19日公开)和2007/0087397(2007年4月19日公开)以及国际公开号WO2010/049669(2010年5月6日公开)中，它们中的每一者据此全文以引用方式并入本文中。此外，用于测定血细胞比容的使用其它电路配置描述于美国专利申请13/008405中，该专利申请另外全文以引用方式并入本文。图1为根据本专利技术的实施方案的用于测定体液样品中的分析物的手持式测试仪100的简化图。图2为手持式测量仪100的各种块的简化方框图。图3为可在包括手持式测试仪100的本专利技术的实施方案中采用的低失真信号生成电路块的简化示意图。图4为图3的低失真信号生成电路块的更简化(即，减少到一个有源部件)的示意图。图5为两个相移方波信号和结果总波信号的简化堆叠图。图6为用于各种模拟的电路块200的简化电气原理图，包括(i)可在本专利技术的各种实施方案中采用的低失真信号生成电路块的模拟和(ii)替代信号生成电路块的模拟。图7为使用电路块200生成的第一谐波模拟振幅结果对相分离的简化图。图8为使用电路块200生成的第二、第三、第四和第五谐波模拟振幅结果对相分离的简化图。图9为使用电路块200生成的总谐波失真(THD)对相分离的简化图。图10是条形图，该条形图比较了可在本专利技术的实施方案采用的使用2阶滤波和±60度方波相分离的低失真信号生成块的谐波模拟振幅结果以及采用4阶滤波器的替代信号生成块的谐波模拟振幅结果。在图3、图4和图6中，“A”表示第一相移方波信号，“B”表示第二相移方波信号，并且“C”表示放大的减少谐波失真信号(例如，放大的减少谐波失真正弦波信号)，该放大的减少谐波失真信号被输出到接收在条端口连接器中的分析测试条。信号“A”可为例如在1V峰到峰并相移+30度的250kHz数字方波。信号“B”可为例如在1V峰到峰并相移-30度的250kHz数字方波。信号“C”可为例如在10mV峰到峰的250KHz数字正弦波。参考图1至图10，手持式测试仪100包括显示器102、多个用户界面按钮104、条端口连接器106、USB接口108和外壳110(参见图1)。具体参考图2，手持式测试仪100还包括时钟模块112、微控制器114、低失真信号生成电路块116、基于相移的血细胞比容测量块118和其它电子部件(未示出)，其它电子部件用于将测试电压施加至分析测试条(在图1和图2中标记为TS)，并且还用于测量电化学响应(例如，多个测试电流值)，以及用于基于电化学响应测定分析物或特性。为了简化当前的描述，附图没有示出所有此类电子电路。低失真信号生成电路块116包括信号求和电路子块119；电阻-电容(RC)滤波器120和单个运算放大器122(具体参见图3)。单个求和电路子块119包括图3的电阻器R10和R7。RC滤波器120包括第一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在体液样品中的分析物的测定中与分析测试条一起使用的手持式测试仪，所述手持式测试仪包括：外壳；时钟模块，所述时钟模块设置在所述外壳中；微控制器，所述微控制器设置在所述外壳中；低失真信号生成电路块，所述低失真信号生成电路块设置在所述外壳中，所述低失真信号生成电路块包括：信号求和电路子块；电阻‑电容(RC)滤波器；和单个运算放大器；和条端口连接器，所述条端口连接器被配置成操作地接收分析测试条；并且其中所述时钟模块和所述微控制器被配置成生成多个相移方波信号并将所述多个相移方波信号输出到所述信号求和电路；并且其中所述信号求和电路被配置成对所述多个相移方波信号进行求和以生成结果总波信号，并将所述结果总波信号输出到所述RC滤波器；并且其中所述RC滤波器被配置成从所述结果总波信号中过滤谐波，从而创建减少谐波失真信号；并且其中所述单个运算放大器被配置成放大所述减少谐波失真信号以产生放大的减少谐波失真信号，所述放大的减少谐波失真信号被输出到接收在所述条端口连接器中的分析测试条。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.10 US 14/3004541.一种在体液样品中的分析物的测定中与分析测试条一起使用的手持式测试仪，所述手持式测试仪包括：外壳；时钟模块，所述时钟模块设置在所述外壳中；微控制器，所述微控制器设置在所述外壳中；低失真信号生成电路块，所述低失真信号生成电路块设置在所述外壳中，所述低失真信号生成电路块包括：信号求和电路子块；电阻-电容(RC)滤波器；和单个运算放大器；和条端口连接器，所述条端口连接器被配置成操作地接收分析测试条；并且其中所述时钟模块和所述微控制器被配置成生成多个相移方波信号并将所述多个相移方波信号输出到所述信号求和电路；并且其中所述信号求和电路被配置成对所述多个相移方波信号进行求和以生成结果总波信号，并将所述结果总波信号输出到所述RC滤波器；并且其中所述RC滤波器被配置成从所述结果总波信号中过滤谐波，从而创建减少谐波失真信号；并且其中所述单个运算放大器被配置成放大所述减少谐波失真信号以产生放大的减少谐波失真信号，所述放大的减少谐波失真信号被输出到接收在所述条端口连接器中的分析测试条。2.根据权利要求1所述的手持式测试仪，还包括信号相位和量值测量电路。3.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其中所述多个相移方波信号包括第一相移方波信号和第二相移方波信号。4.根据权利要求3所述的手持式测试仪，其中所述第一相移方波信号和所述第二相移方波信号具有在45度至75度范围内的相位差。5.根据权利要求4所述的手持式测试仪，其中所述第一相移方波信号和所述第二相移方波信号具有60度的相位差。6.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其中所述微控制器包括：定时器块；并且其中采用所述定时器块来创建所述多个相移方波。7.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其中所述结果总波信号近似正弦波信号并基本上不含3阶谐波。8.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其中所述放大的减少谐波失真信号具有小于1.1％的总谐波失真。9.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其中所述分析测试条是被配置用于测定体液样品的葡萄糖和血细胞比容的基于电化学的分析测试条。10.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其中所述时钟模块、所述微控制器和所述低失真信号生成电路块被配置成通过迫使放大的低失真信号穿过体液样品来测量所述体液样品的所述相移，所述体液样品位于插入所述手持式测试仪中的分析测试条的样品室中。11.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其中所述放大的减少谐波失真信号为放大的减少谐波失真正弦波信号。12.一种用于采用手持式测试仪和分析测试条的方法，所述方法包括：将分析测试条插入到手持式测试仪的条端口连接器中；使用所述手持式测试仪的时钟模块和微控制器来生成多个相移方波信号，并将所述多个相移方波信号输出到所述手持式测试仪的低失真信号生成电路块；采用所述低失真信号生成的信号求和电路子块、电阻-电容(RC)滤波器和单个运算放大器来对所述多个相移方波信号进行求和以生成结果总波信号，并从所述结果总波信号中过滤谐波从而创建减少谐波失真信号；并放大所述减少谐波失真信号以产生放大的减少谐波失真信号，所述放大的减少谐波失真信号被输出到接收在所述条端口连接器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：D埃尔德，R马斯萨尔，
申请(专利权)人：生命扫描苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB