用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路制造技术

技术编号：34769230 阅读：13 留言：0更新日期：2022-08-31 19:27

本发明专利技术涉及微传感器的信号处理技术，具体涉及用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路，包括毫米波传感器正相检测信号V

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】
用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路

[0001]本专利技术属于微传感器的信号处理
，特别涉及用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路。

技术介绍

[0002]近年来，采用标准硅基CMOS工艺的毫米波近场介电振荡型生物医学传感器广泛应用于基于频率随介电常数变化的含水生物医学目标的即时检测和特性表征(如：细胞、蛋白质、DNA和葡萄糖等)，具有高灵敏度、高精度、无标记、无损、微型化和低成本等优点。针对此类型传感器的检测信号有多种读出方法，例如使用介质探针、去嵌入S参数、测量传输系数和反射系数的相位等，但这些读出方法往往需要用到笨重的矢量网络分析仪(VNA)，难以在含水生物医学目标的即时检测和表征中真正达到微型化的目标。因此，需要在同样的CMOS工艺平台上设计出能够对传感器的检测信号进行处理且容易读出的电路，以产生更为简单的输出信号(如：数字电压值)，从而在真正意义上实现同时具备片上传感、信号处理和读出能力的全集成、微型便携的毫米波近场生物医学传感器芯片。

技术实现思路

[0003]针对
技术介绍
存在的问题，本专利技术提供一种用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路，包括毫米波传感器正相检测信号V
IN
+和负相检测信号V
IN
–
；包括第一功分电路、第二功分电路、移相电路、混频电路、第一低通滤波电路...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路，包括毫米波传感器正相检测信号(V
IN
+)和负相检测信号(V
IN
–
)；其特征在于：包括第一功分电路、第二功分电路、移相电路、混频电路、第一低通滤波电路和第二低通滤波电路；第一功分电路、第二功分电路分别与移相电路和混频电路相连，移相电路与混频电路连接，混频电路分别连接第一低通滤波电路和第二低通滤波电路；正相检测信号(V
IN
+)或负相检测信号(V
IN
–
)输入第一功分电路和第二功分电路，第一功分电路和第二功分电路分别输出功率相同的第一正相本振信号V
LO
+、第一负相本振信号V
LO
–
和第二正相本振信号V
LO
+、第二负相本振信号V
LO
–
；其中一路正相本振信号V
LO
+和负相本振信号V
LO
–
传送到移相电路，产生相移为的正相射频信号(V
RF
+)和负相射频信号(V
RF
–
)，正相射频信号(V
RF
+)、负相射频信号(V
RF
–
)和另一路正相本振信号V
LO
+和负相本振信号V
LO
–
同时加载至混频电路的输入端，输出带有高次谐波分量的正相零中频信号(V
IF
+)和负相零中频信号(V
IF
–
)，正相零中频信号(V
IF
+)和负相零中频信号(V
IF
–
)经过第一低通滤波电路和第二低通滤波电路，输出正相直流电压信号(V
DC,OUT
+)和负相直流电压信号(V
DC,OUT
–
)。2.根据权利要求1所述用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路，其特征在于：第一功分电路与第二功分电路结构相同，均包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3，第一电感L1、第二电感L2，第一电阻R1；第一电容C1的一端接地，另一端接入正相检测信号(V
IN
+)或负相检测信号(V
IN
–
)，并连接至第一电感L1和第二电感L2的一端；第一电感L1和第二电感L2的另一端分别连接至第二电容C2和第三电容C3的一端，并同时连接至第一电阻R1两端，作为正相本振信号(V
LO
+)或负相本振信号(V
LO
–
)输出端口，第二电容C2和第三电容C3的另一端均接地。3.根据权利要求1所述用于毫米波生物医学传感器的CMOS低功耗直流读出电路，其特征在于：移相电路包括第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C
6)
、第七电容(C7)，第三电感(L3)、第四电感(L4)、第五电感(L5)、第六电感(L6)；第四电容(C4)和第三电感(L3)并联，第四电容(C4)和第三电感(L3)并联支路的一端接入正相本振...

【专利技术属性】
技术研发人员：何进，纪忠玲，曹志远，郑吴家锐，邱涛，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人