【技术实现步骤摘要】
一种增益与带宽可调低噪声放大器
[0001]本专利技术涉及生物医学领域，具体涉及生物医学信号中的心电信号(ECG)和脑电信号(EEG)采集的低噪声低频信号放大器。
技术介绍
[0002]每年因非传染性疾病(NCD)死亡病例占总死亡人数的71％，其中首位的致死原因仍然是心脑血管疾病，占所有NCD死亡病例的44％，是癌症死亡病例的两倍。因此，预防和检测心脑血管疾病一直被各国医学界所重视，其中，EEG信号包含了脑部状况的重要信息。在生物医疗应用中，使用EEG信号诊断肿瘤、癫痫、脑病和脑死亡等疾病是很常见的，同时ECG信号也是预测心血管疾病的一个重要指标。
[0003]便携式传感器的开发在医疗保健系统中非常重要，特别是在医疗诊断和检测系统的长期检测方面。EEG和ECG信号都被认为是对诊断系统有用的信号。但它们本身都是微弱信号，EEG信号的振幅为uV量级，ECG信号的振幅为mV量级，容易受到各种噪声的影响，此外，EEG信号通带为0.5Hz～50Hz；ECG信号通带为0.05Hz～150Hz若要实现同一仪器检测两种信号，则有必要设计一个可调增益和可调带宽电路。通常一个电路只能检测一种信号，而心脑血管疾病往往伴随着脑电信号的波动，多功能便携式设备又是当前医疗检测仪器发展的一个趋势，所以一台设备检测两种信号具有重要的意义。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术的缺陷并实现上述功能，本专利技术提供一种同时检测ECG和EEG信号的模拟前端电路，本专利技术的输出不受输入阻抗的影响，能有效降低信号输入噪声。
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种增益与带宽可调低噪声放大器，包括差分斩波单元(1)、电容分压单元(2)、可调带宽增益滤波单元(3)、斩波时钟(4)、开关电容时钟(5)，差分斩波单元(1)具有两个输入信号端(Vin+，Vin
‑
)用于将经过第一斩波单元的输入信号进行放大后输出，再将差分斩波单元(1)的输出输入到可调带宽增益滤波单元(3)和电容反馈单元(2)，电容分压单元(2)将信号分压处理后输出到差分斩波单元(1)的反馈端口(Fb)，可调带宽增益滤波单元(3)将差分斩波单元(1)的输出信号进行增益放大和相应带宽的滤波，其特征在于：差分斩波单元(1)包括差分输入器(101)，差分反馈(102)，第一直流偏置器(103)， 第二直流偏置器(104)，两级放大器(105)，第一输入斩波单元(106)，第二输入斩波单元(107)，输出斩波单元(108)，其中两级放大器(105)包括第九NMOS(MN9)，第十NMOS(MN10)，第十四NMOS(MN14)，第十一PMOS(MP11)，第十二PMOS(MP12)，第十三PMOS(MP13)，第三电容(Cc)，第九NMOS(MN9)源极连接GND，第九NMOS(MN9)栅极连接输出斩波单元(108)的正相输出，第九NMOS(MN9)漏极连接第十一PMOS(MP11)的漏极；第十NMOS(MN10)源极连接GND，第十NMOS(MN10)栅极连接输出斩波单元(108)的反相输出，第十NMOS(MN10)漏极连接第十二PMOS(MP12)的漏极和栅极；第十一PMOS(MP11)源极连接Vcc，第十一PMOS(MP11)栅极连接第十二PMOS(MP12)的栅极和漏极，第十一PMOS(MP11)漏极连接第九NMOS(MN9)的漏极、第十三PMOS(MP13)的栅极和第三电容(Cc)的一端；第十二PMOS(MP12)源极连接Vcc，第十二PMOS(MP12)栅极连接第十二PMOS(MP12)的漏极并与第十NMOS(MN10)的漏极连接；第十三PMOS(MP13)源极连接Vcc，第十三PMOS(MP13)漏极连接第十四NMOS(MN14)的漏极，第十三PMOS(MP13)栅极连接第三电容(Cc)的一端和第十一PMOS(MP11)的漏极；第十四NMOS(MN14)漏极连接第十三PMOS(MP13)的漏极，第十四NMOS(MN14)源极连接GND，第十四NMOS(MN14)栅极连接Vbias；第三电容(Cc)一端连接第十一PMOS(M11)的漏极，第三电容(Cc)另一端连接第十三PMOS(MP13)的漏极。2.根据权利要求1所述的一种增益与带宽可调低噪声放大器，其特征在于：差分输入器(101)包括第三PMOS(MP3)，第四PMOS(MP4)，第六PMOS(MP6)，第三PMOS(MP3)的栅极连接第二斩波单元(107)的输出信号，第三PMOS(MP3)的源极连接第六PMOS(M6)的漏极，第三PMOS(MP3)的漏极连接第七NMOS(MN7)的漏极和栅极以及第一PMOS(MP1)的漏极；第四PMOS(MP4)的栅极连接第二斩波单元(107)的输出信号，第四PMOS(MP4)源极连接第六PMOS(M6)的漏极，第四PMOS(MP4)漏极连接第八NMOS(MN8)的漏极和栅极以及第二PMOS(MP2)的漏极；第六PMOS(MP6)的栅极连接偏置电压(Vbias)，第六PMOS(MP6)的源极连接Vcc，第六PMOS(MP6)的漏极连接第三PMOS(MP3)和第四PMOS(MP4)的源极；第七NMOS(MN7)的漏极连接第三PMOS(MP3)的漏极，第七NMOS(MN7)的栅极连接第七NMOS(MN7)的漏极并与输出斩波单元(108)的一个输入连接，第七NMOS(MN7)源极连接GND；第八NMOS(MN8)的漏极连接第四PMOS(MP4)的漏极，第八NMOS(MN8)栅极连接第八NMOS(MN8)的漏极并与输出斩波单元(108)的另一个输入连接，第八NMOS(MN8)源极连接GND。3.根据权利要求1所述的一种增益与带宽可调低噪声放大器，其特征在于：差分反馈器
(102)包括第一PMOS(MP1)，第二PMOS(MP2)，第五PMOS(MP5)，第一PMOS(MP1)的源极连接第五PMOS(MP5)的漏极，第一PMOS(MP1)的漏极连接第七NMOS(MN7)的漏极和栅极以及第三PMOS(MP3)的漏极；第二PMOS(MP2)的栅极连接参考电压(Vref)经过第一斩波单元(106)的另一个输出信号，第二PMOS(MP2)的源极连接第五PMOS(MP5)的漏极，第二PMOS(MP2)的漏极连接第八NMOS(MN8)的漏极和栅极以及第四PMOS(MP4)的漏极；第五PMOS(MP5)的栅极连接偏置电压(Vbias)，第五PMOS(MP5)的源极连接Vcc，第五PMOS(MP5)的漏极连接第一PMOS(MP1)和第二PMOS(MP2)的源极。4.根据权利要求1所述的一种增益与带宽可调低噪声放大器，其特征在于：第一直流偏置器(103)包括第一NMOS(Mdc1)、第二NMOS(Mdc2)，第一输入电容(Cdc1)，第一输入电容(Cdc1)一端连接输入信号(Vin+)，第一输入电容(Cdc1)另一端连接第二斩波单元(107)的同相输入和第一NMOS(Mdc1)的漏极和栅极；第一NMOS(Mdc1)漏极连接第一输入电容(Cdc1)的输出，第一NMOS(Mdc1)栅极连接第一NMOS(Mdc1)的漏极，源极连接第二NMOS(Mdc2)的漏极和栅极；第二NMOS(Mdc2)漏极和栅极连接第一NMOS(Mdc1)的源极，第二NMOS(Mdc2)源极连接直流偏置电压(Vbias)。5.根据权利要求1所述的一种增益与带宽可调低噪声放大器，其特征在于：第二直流偏置器(104)包括第三NMOS(Mdc3)，第四NMOS(Mdc4)，第二输入电容(Cdc2)，第二直流偏置器(104)作用与第一直流偏置器相同；第二输入电容(Cdc2)一端连接输入信号(Vin
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)，第二输入电容(Cdc2)另一端输出给第二斩波单元(107)的反相输入；第三NMOS(Mdc3)漏极和栅极连接第二输入电容(Cdc2)的输出，第三NMOS(Mdc3)源极连接第四NMOS(Mdc4)的漏极和栅极；第四NMOS(Mdc4)漏极和栅极连接第三NMOS(Mdc3)的源极，第四NMOS(Mdc4)源极连接直流偏置电压(Vbias)。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种增益与带宽可调低噪声放大器，其特征在于：斩波时钟单元(4)包括第十五PMOS(MP15)、第十六NMOS(MN16)、补偿电容(CH)，第十五PMOS(MP15)漏极连接时钟输出(CLKB) 并与第十六NMOS(MN16)漏极连接，第十五PMOS(MP15)栅极连接输入时钟(CLK)，第十五PMOS(MP15)的源极连接Vcc；第十六NMOS(MN16)的源极连接GND，第十六NMOS(MN16)的栅极连接输入时钟(CLK)，第十六NMOS(MN16)的漏极连接时钟输出(CLKB)并与第十五PMOS(MP15)漏极连接，补偿电容一端接在第十六NMOS(MN16)的源极，另一端接在第十六NMOS(MN16)的漏极。7.根据权利要求1至5任一项所述的一种增益与带宽可调低噪声放大器，其特征在于：可调带宽增益滤波单元(3)包括可调增益单元(301)、可调带宽单元(302)和一个用于有源滤波器的运算放大器，可调增益单元(301)包括第一开关NMOS管(Msw1)，第二开关NMOS管(Msw2)，第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)；第一开关NMOS(Msw1)源极连接GND并与第六电容(C6)的一端连接；第一开关N...
【专利技术属性】
技术研发人员：李大为，吴昱灵，周阳，邓冬琴，江小平，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：
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