一种集成程控增益放大功能的模拟前端结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集成程控增益放大功能的模拟前端结构，包括前置的第一缓冲器和第二缓冲器、选路开关S0、由跨导放大器和跨阻放大器级联构成的TCTI斩波放大器、第一低通滤波器以及第二低通滤波器。本实用新型专利技术中通过跨导放大器和跨阻放大器构成TCTI斩波放大器，能够对信号进行低噪声放大，并且TCTI斩波放大器带有程控增益放大功能，能够避免单独设计程控增益放大器，减少单功能模块设计，达到更高的集成度，有效减少了模拟前端的版图面积以及动态功耗。

An analog front-end structure integrated with program-controlled gain amplification function

【技术实现步骤摘要】
一种集成程控增益放大功能的模拟前端结构
本技术属于IC芯片
，具体涉及一种集成程控增益放大功能的模拟前端结构的设计。
技术介绍
目前，随着IC芯片使用的普及，对芯片的集成度、面积、性能与功耗的要求也越来越严苛。对于便携式设备以及使用电池的设备而言，降低IC芯片功耗的需求越来越强烈。随着绿色能源的普及，同样对于IC芯片的低功耗和超低功耗提出了苛刻的挑战。脑电信号具有信号伏值低的特征，是微伏量级的信号，普通的运算放大器的失调电压会超出脑电信号的强度。另一方面，脑电信号还具有非平稳性、噪声背景强的特征，这就要求电极在采集到信号的同时立即对信号放大，增强信号的驱动能力，并且为了完整的接收脑电信号需要在信号处理过程中去除噪声干扰。脑电信号采集芯片中，常常会使用有源电极结构，还通常配置集成模拟前端(AnalogFront-end，AFE)，芯片可以利用模拟前端进行信号的采集处理。现有的模拟前端通常具有的模块包括放大模块、调制解调模块、程控增益放大模块、滤波器模块等。过多的功能模块会导致芯片集成度难以提高，具体表现在芯片占用面积难以缩小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成程控增益放大功能的模拟前端结构，其特征在于，包括第一缓冲器、第二缓冲器、选路开关S0、跨导放大器、跨阻放大器、第一低通滤波器以及第二低通滤波器；所述第一缓冲器的输入端与输入信号连接，其输出端分别与输入参考电流源以及选路开关S0的第一输入端连接；所述第二缓冲器的输入端与参考电压连接，其输出端与选路开关S0的第二输入端连接；所述选路开关S0的第一输出端与跨导放大器的第一输入端连接，其第二输出端与跨导放大器的第二输入端连接；所述跨导放大器的第一输出端与跨阻放大器的第一输入端连接，其第二输出端与跨阻放大器的第二输入端连接；所述跨阻放大器的第一输出端与第一低通滤波器的输入端连接，其第二输出端...

【技术特征摘要】
1.一种集成程控增益放大功能的模拟前端结构，其特征在于，包括第一缓冲器、第二缓冲器、选路开关S0、跨导放大器、跨阻放大器、第一低通滤波器以及第二低通滤波器；所述第一缓冲器的输入端与输入信号连接，其输出端分别与输入参考电流源以及选路开关S0的第一输入端连接；所述第二缓冲器的输入端与参考电压连接，其输出端与选路开关S0的第二输入端连接；所述选路开关S0的第一输出端与跨导放大器的第一输入端连接，其第二输出端与跨导放大器的第二输入端连接；所述跨导放大器的第一输出端与跨阻放大器的第一输入端连接，其第二输出端与跨阻放大器的第二输入端连接；所述跨阻放大器的第一输出端与第一低通滤波器的输入端连接，其第二输出端与第二低通滤波器的输入端连接；所述第一低通滤波器的输出端以及第二低通滤波器的输出端均与模数转换器连接。


2.根据权利要求1所述的模拟前端结构，其特征在于，所述第一缓冲器和第二缓冲器结构相同，均包括选路开关S1、选路开关S2和选路开关S3，所述选路开关S1的第一输入端为第一缓冲器或第二缓冲器的输入端，其第二输入端分别与PMOS管MP7的漏极以及NMOS管MN2的漏极连接，并作为第一缓冲器或第二缓冲器的输出端，所述选路开关S1的第一输出端与PMOS管MP2的栅极连接，其第二输出端与PMOS管MP3的栅极连接；
所述PMOS管MP2的源极与PMOS管MP3的源极均与PMOS管MP1的漏极连接，所述PMOS管MP1的源极与电压VDD连接，所述PMOS管MP2的漏极分别与NMOS管MN3的漏极以及选路开关S3的第一输入端连接，所述PMOS管MP3的漏极分别与NMOS管MN4的漏极以及选路开关S3的第二输入端连接，所述NMOS管MN3的栅极与NMOS管MN4的栅极连接，所述NMOS管MN3的源极以及NMOS管MN4的源极均接地，所述选路开关S3的第一输出端与NMOS管MN1的源极连接，其第二输出端与NMOS管MN2的源极连接，所述NMOS管MN1的栅极与NMOS管MN2的栅极连接；
所述选路开关S2的第一输入端与PMOS管MP6的源极连接，其第二输入端与PMOS管MP7的源极连接，其第一输出端与PMOS管MP4的漏极连接，其第二输出端与PMOS管MP5的漏极连接，所述PMOS管MP6的栅极与PMOS管MP7的栅极连接，所述PMOS管MP4的栅极分别与PMOS管MP5的栅极、PMOS管MP6的漏极以及NMOS管MN1的漏极连接，所述PMOS管MP4的源极以及PMOS管MP5的源极均与电压VDD连接。


3.根据权利要求1所述的模拟前端结构，其特征在于，所述跨导放大器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端连接，其另一端分别与开关K1的一端、PMOS管MP12的漏极以及PMOS管MP14的源极连接，所述电阻R2的另一端分别与开关K2的一端、PMOS管MP13的漏极以及PMOS管MP15的源极连接，所述电阻R3的一端与电阻R4的一端连接，其另一端与开关K1的另一端连接，所述电阻R4的另一端与开关K2的另一端连接；
所述PMOS管MP12的源极与电压VDD连接，其栅极分别与PMOS管MP16的漏极以及NMOS管MN18的源极连接，并作为跨导放大器的第一输出端，所述PMOS管MP13的源极与电压VDD连接，其栅极分别与PMOS管MP17的漏极以及NMOS管MN19的源极连接，并作为跨导放大器的第二输出端，所述PMOS管MP16的栅极与PMOS管MP17的栅极连接，所述PMOS管MP16的源极以及PMOS管MP17的源极均与电压VDD连接；
所述PMOS管MP14的栅极为跨导放大器的第一输入端，其漏极分别与电容C1的一端、NMOS管MN9的漏极、接地电容C2以及NMOS管MN18的栅极连接，所述PMOS管MP15的栅极为跨导放大器的第二输入端，其漏极分别与电容C1的另一端、NMOS管MN10的漏极、接地电容C3以及NMOS管MN19的栅极连接，所述NMOS管MN9的栅极与NMOS管MN10的栅极连接，所述NMOS管MN18的漏极、NMOS管MN9的源极、NMOS管MN10的源极以及NMOS管MN19的漏极均接地。


4.根据权利要求2所述的模拟前端结构，其特征在于，所述跨阻放大器包括选路开关S4、选路开关S5、开关电阻阵列TI_Load1和开关电阻阵列TI_Load2，所述选路开关S4的第一输入端与PMOS管MP22的源极连接，其第二输入端与PMOS管MP23的源极连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈功，练悦星，高雨竹，凌味未，李蠡，董倩宇，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，成都易源芯辰微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51