一种高信噪比微弱信号的采集电路制造技术

本实用新型专利技术适用微弱信号采集领域，提供一种高信噪比微弱信号的采集电路，包括全差分放大模块、双端转单端放大模块、低通滤波模块、后级放大模块、右腿驱动模块及信号采集电极，信号采集电极的输出端连接全差分放大模块的输入端，全差分放大模块的输出端连接双端转单端放大模块的输入端，双端转单端放大模块的输出端连接低通滤波模块的输入端，低通滤波模块的输出端连接后级放大模块的输入端，后级放大模块的输出端输出处理后的采集信号，右腿驱动模块的检测端检测全差分放大模块的输入端采集的微弱信号的共模电压并经右腿驱动模块的输出端反馈回人体。采用高集成高精度芯片实现高通滤波，去除极化电压限制，提高微弱信号采集的信噪比、降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术适用微弱信号采集领域，提供一种高信噪比微弱信号的采集电路，包括全差分放大模块、双端转单端放大模块、低通滤波模块、后级放大模块、右腿驱动模块及信号采集电极，信号采集电极的输出端连接全差分放大模块的输入端，全差分放大模块的输出端连接双端转单端放大模块的输入端，双端转单端放大模块的输出端连接低通滤波模块的输入端，低通滤波模块的输出端连接后级放大模块的输入端，后级放大模块的输出端输出处理后的采集信号，右腿驱动模块的检测端检测全差分放大模块的输入端采集的微弱信号的共模电压并经右腿驱动模块的输出端反馈回人体。采用高集成高精度芯片实现高通滤波，去除极化电压限制，提高微弱信号采集的信噪比、降低功耗。【专利说明】—种高信噪比微弱信号的采集电路
本技术属于微弱信号采集领域，尤其涉及一种高信噪比微弱信号的采集电路。
技术介绍
移动健康，个人便携式监护医疗是我国以后医疗卫生体系中的重要组成部分之一。能够连续长时间的监护个人，能够及时地发现被监护人的突发病情或不正常生理状况，将是以后医疗卫生服务发展的重要需求之一。这种应用的实时性和普适性要求，需要一套新型监护系统，必须具备高精度，小型化，集成化，低功耗的特点。 目前人体一些微弱信号的采集，例如人体心电信号，脑电信号，主要还是采用传统的仪表放大结构，通过搭建板级电路实现，由于输入信号直流极化压差的存在，仪表放大器结构的放大倍数受限，导致整体采集电路信噪比受限制，同时占用较大的面积，目前市场上所有主流的医疗设备中，都采用这种方式，如图1所示；近年来出现将该仪表放大结构进行芯片集成化，提高电路的集成化，如亚德诺半导体公司(ADI)推出的AD8232芯片，但仪表放大结构的放大倍数受限问题仍然存在。 现有技术的对微弱信号采集存在以下缺陷: (I)目前主流的传统采集方式在第一级放大结构上都是采用仪表放大结构，由于极化电压的限制，因此这级放大结构的放大增益必须较小，在传统实现方案中该放大增益一般最大为4倍，否则会超过电路的输出摆幅导致电路饱和；而第一级放大增益小会导致整个采集电路结构信噪比较小；同时传统的采集方式是通过离散元器件搭建信号采集系统，消耗较大的面积和功耗； (2)已有的少数芯片，如TI的ADS1298、亚德诺半导体(ADI)的AD8232，通过集成电路方式实现微弱信号采集，但由于极化电压的限制而导致第一级放大结构的放大增益必须很小的问题仍然存在，信噪比较低。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种集成高通滤波功能的全差分放大器取代传统心电采集电路中的仪表放大结构，适用于解决采集低频率小信号时由于极化压差而导致放大电路的放大倍数受限的问题，有效提高整体采集电路的信噪比。 本技术是这样实现的，一种高信噪比微弱信号的采集电路，所述采集电路包括全差分放大模块、双端转单端放大模块、低通滤波模块、后级放大模块、右腿驱动模块及信号采集电极，所述信号采集电极的输出端连接所述全差分放大模块的输入端，所述全差分放大模块的输出端连接所述双端转单端放大模块的输入端，所述双端转单端放大模块的输出端连接所述低通滤波模块的输入端，所述低通滤波模块的输出端连接所述后级放大模块的输入端，所述后级放大模块的输出端输出处理后的心电采集信号，所述右腿驱动模块的检测端检测所述全差分放大模块的输入端采集的心电信号的共模电压并经所述右腿驱动模块的输出端反馈回人体。 本技术的进一步技术方案是:所述全差分放大模块包括第一滤波模块、第二滤波模块、比例放大模块，所述第一滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端，所述第二滤波模块的输出端连接所述比例放大器的输入端，所述第一滤波模块、第二滤波模块的结构相同，其包括小电流偏置电路及滤波电路，所述小电流偏置电路的输出端连接所述滤波电路的输入端。 本技术的进一步技术方案是:所述小电流偏置电路包括电流源Ibg、MOS管Ml、MOS 管 M2、MOS 管 M3、MOS 管 M4、MOS 管 MC1、MOS 管 MC2、MOS 管 MC3 及 MOS 管 MC4，所述电流源Ibg—端分别连接所述MOS管Ml的漏极、栅极及MOS管M2的栅极，所述MOS管Ml、MOS管M2、MOS管M3及MOS管M4的源极相连，所述MOS管M3的栅极、漏极及MOS管M4的栅极分别连接所述MOS管MC4的漏极，所述MOS管MC4的源极连接所述MOS管MC3的漏极，所述MOS管MC4的栅极分别连接所述MOS管MC3的栅极及MOS管MC2的栅极，所述MOS管MC2的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极，所述MOS管MCl的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极，所述MOS管MCUMOS管MC2及MOS管MC3的源极接地，所述电流源Ibg的另一端接地。 本技术的进一步技术方案是:所述滤波电路包括MOS管MA、MOS管MB及电容C2，所述MOS管MA的栅极及MOS管MB的栅极、漏极分别连接所述MOS管M4的漏极，所述MOS管MA的源极与MOS管MB的源极相连，所述电容C2与所述MOS管MA的漏极至源极并联。 本技术的进一步技术方案是:所述MOS管M1、M0S管M2、M0S管M3、M0S管M4、MOS 管 MC1、MOS 管 MC2、MOS 管 MC3、MOS 管 MC4、MOS 管 MA 及 MOS 管 MB 均采用 P-MOS。 本技术的进一步技术方案是:所述比例放大模块包括双端输入双端输出的全差分放大器0ΤΑ、两个电容Cl、两个电容C2，所述全差分放大器OTA的正输入端连接其中一个所述电容Cl的一端，其中一个所述电容C2与所述全差分放大器OTA的正输入端至负输出端并联，所述全差分放大器OTA的负输入端连接其中另一个电容Cl的一端，其中另一个所述电容C2与所述全差分放大器OTA的负输入端至正输出端并联，所述全差分放大器OTA与四个电容构成电容比例放大电路实现增益Av的放大。 本技术的进一步技术方案是:所述双端转单端放大模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4及双输入单输出的放大器Al，所述放大器Al的A端连接所述电阻R2的一端，所述电阻Rl的一端分别连接所述电阻R3及放大器Al的B端，所述电阻R4与所述放大器Al的A端至C端并联。 本技术的进一步技术方案是:所述低通滤波模块包括跨导放大器Gml、跨导放大器Gm2、跨导放大器Gm3、电容Cl及电容C2，所述电容Cl的一端分别连接所述跨导放大器Gml的C端、跨导放大器Gm2的C端，所述跨导放大器Gm3的A端分别连接所述跨导放大器Gm2的A端及跨导放大器Gml的C端，所述跨导放大器Gm3的B端和C端分别连接所述电容C2的一端；或者所述低通滤波模块包括电阻Rl 1、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C4、电容C5及放大器AS，所述电阻RlI的一端分别连接所述电阻R12的一端及电容C5的一端，所述电阻R12的另一端分别连接电容C4的一端及放大器AS的A端，所述电容C5的另一端连接所述放大器AS的C端，所述放大器AS的B端分别连接电阻R13及电阻R14，所述电阻R14的另一端连接所述放大器AS的C端。 本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高信噪比微弱信号的采集电路，其特征在于，所述采集电路包括全差分放大模块、双端转单端放大模块、低通滤波模块、后级放大模块、右腿驱动模块及信号采集电极，所述信号采集电极的输出端连接所述全差分放大模块的输入端，所述全差分放大模块的输出端连接所述双端转单端放大模块的输入端，所述双端转单端放大模块的输出端连接所述低通滤波模块的输入端，所述低通滤波模块的输出端连接所述后级放大模块的输入端，所述后级放大模块的输出端输出处理后的心电采集信号，所述右腿驱动模块的检测端检测所述全差分放大模块的输入端采集的心电信号的共模电压并经所述右腿驱动模块的输出端反馈回人体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程亚宇，
申请(专利权)人：深圳贝特莱电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44