一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器制造技术

本实用新型专利技术公开一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：n组前端放大装置同时检测n个不同的DNA测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给n选1数据选器；所述n选1数据选择器接收n组所述n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入单位增益缓冲器的通道，通过单位缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。通过本实用新型专利技术实施例，可以在闪烁噪声严重的频段情况下顺利把微小的DNA测序信号放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器


[0001]本技术涉及基因检测领域，特别涉及一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器。

技术介绍

[0002]目前，由于其极高的检测可靠性，DNA(DeoxyriboNucleic Acid，脱氧核糖核酸)测序技术正在成为生命科学及医疗科学研究的热点，得到了突飞猛进和日新月异的发展。
[0003]各种DNA测序技术中，由于DNA测序产生的信号都是很微弱的，需要对DNA测序产生的微弱信号进行放大。
[0004]然而，在对DNA测序产生的微弱信号进行放大过程中，都存在功耗损耗严重和存在闪烁噪声严重的低频噪声。即目前各种DNA测序技术都存在一个需要解决的问题，就是DNA测序产生的微弱信号在放大过程中如何减少功耗及噪声。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，可以在闪烁噪声严重的频段情况下顺利把微小的 DNA测序信号放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅再送至后端模拟数字转换电路做转换，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。
[0006]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]根据本技术实施例的一个方面，提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：
[0008]n组所述前端放大装置，用于同时检测n个不同的DNA测序信号，降低 DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出 n组放大信号给所述n选1数据选器；
[0009]所述n选1数据选择器，接收n组所述前端放大装置输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器的通道，通过所述单位缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。
[0010]与相关技术相比，本技术实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：n组所述前端放大装置，用于同时检测n个不同的DNA 测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给所述n选1数据选器；所述n选1数据选择器，接收n组所述前端放大装置输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器的通道，通过所述单位缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。通过本技术实施例，通过n组前端放大装置同时检测n个不同的DNA测序信号，再经由n选1的数据选择器选择送入单位增益缓冲器的通道，通过单位增益缓冲器推动后端模拟数字转换电路(ADC)的负载，可以在闪烁噪声严重的频段(005～4000Hz)情况下顺利把微
小的DNA测序信号 (25uV～1mV)放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅再送至后端模拟数字转换电路做转换，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。
附图说明
[0011]图1为本技术实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器的结构示意图。
[0012]图2为本技术实施例提供的一种前端放大装置中的低噪声放大电路的结构示意图。
[0013]图3为本技术实施例提供的一种低噪声放大器LNA的电路结构示意图。
[0014]图4为本技术实施例提供的一种可调变式低通滤波器的电路结构示意图。
[0015]图5为本技术实施例提供的一种可变增益放大器的电路结构示意图。
[0016]图6为本技术实施例提供的一种轨对轨运算放大器的电路结构示意图。
[0017]图7为本技术实施例提供的一种运动噪声检测器电路结构及运行示意图。
[0018]图8为本技术实施例提供的一种单位增益缓冲器的电路结构示意图。
[0019]图9为本技术实施例提供的一种单位增益缓冲器的电路结构示意图。
[0020]图10为本技术实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大系统整体输入等效噪声仿真图。
[0021]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0022]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0023]在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本技术的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
[0024]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0025]在一个实施例中，如图1和图2所示，本技术提供一种适用于DNA 测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置10、n选1数据选择器20、单位增益缓冲器30；其中：
[0026]n组所述前端放大装置10，用于同时检测n个不同的DNA测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给所述n选1数据选器20。
[0027]所述n选1数据选择器20，接收n组所述前端放大装置10输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器30的通道，通过所述单位缓冲器30推动后端模拟数字转换电路(ADC)的负载。
[0028]在本实施例中，本技术所述的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端
感测放大器，通过n组前端放大装置同时检测n个不同的DNA测序信号，再经由n选1的数据选择器选择送入单位增益缓冲器的通道，通过单位增益缓冲器推动后端模拟数字转换电路(ADC)的负载，可以在闪烁噪声严重的频段(005～4000Hz)情况下顺利把微小的DNA测序信号(25uV～1mV) 放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅再送至后端模拟数字转换电路做转换，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。本技术的低功耗低噪声前端感测放大器采用标准0.18μm CMOS工艺，电源为1V，每通道的功耗为18μW，具备抵抗运动噪声、阻绝高压刺激的功能，同时有可调带宽区分不同频段的DNA测序信号(低频电位： 0.05～250Hz；峰值：400～4000Hz)。
[0029]在一个实施例中，如图1和图2所示，所述前端放大装置10包括：低噪声放大电路11、可调变式低通滤波器(TLF)12、可变增益放大器(VGA) 13以及运动噪声检测器(MAD)14；其中：
[0030]所述低噪声放大电路11，用于降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，其特征在于，所述放大器包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：n组所述前端放大装置，用于同时检测n个不同的DNA测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给所述n选1数据选器；所述n选1数据选择器，接收n组所述前端放大装置输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器的通道，通过所述单位增益缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。2.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述前端放大装置包括：低噪声放大电路、可调变式低通滤波器以及可变增益放大器；其中：所述低噪声放大电路，用于降低DNA测序信号在低频段的噪声，并对降噪后的信号进行第一级放大，得到第一级放大信号，并将所述第一级放大信号送后所述可调变式低通滤波器；所述可调变式低通滤波器，用于对所述第一级放大信号进行低通滤波，形成不同截止频率的低通滤波信号；所述可变增益放大器，用于对所述低通滤波信号进行信号放大。3.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述低噪声放大电路包括直流阻断电路、高通转角电路、低噪声放大器；所述低噪声放大电路通过所述直流阻断电路、所述高通转角电路和所述低噪声放大器，将DNA测序信号经过第一级增益放大后再送入后端的可调变式低通滤波器。4.如权利要求3所述的放大器，其特征在于，所述直流阻断电路包括两个直流阻断电容C1，所述直流阻断电容C1的一端连接在所述低噪声放大器的输入端，另一端连接在信号端。5.如权利要求3所述的放大器，其特征在于，所述高通转角电路由电容C2和电阻R2并联形成，所述电容C2与所述电阻R2并联后分别与所述低噪声放大器的输入端和输出端连接。6.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述可调变式低通滤波器包括前端缓冲器、切换开关、两组伪电阻及负载电容C3；通过所述切换开关切换不同阻值的伪电阻与所述负载电容C3相连，形成不同截止频率的低通滤波信号。7.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫晖，范建林，周文益，张新联，刘战，刘大伟，隋国栋，尹良超，吴蒙，卢大儒，
申请(专利权)人：深圳市儒翰基因科技有限公司，
类型：新型
国别省市：