一种磁敏蛋白质传感器的读出电路制造技术

本发明专利技术提供一种磁敏蛋白质传感器的读出电路，包括信号处理模块、信号判断模块、电压控制模块和信号输出模块；信号处理模块用于获取磁敏蛋白质传感器的检测电压，并对敏蛋白质传感器的检测电压进行处理得到模拟电压；信号比较判断模块接收模拟电压，并根据模拟电压与设定阈值电压的比较结果输出控制信号；电压控制模块受控所述控制信号输出调节偏置电压以使所述信号处理模块获取磁敏蛋白质传感器的检测电压；信号输出模块对所述模拟电压进行模数转换处理输出电压信号。本发明专利技术能有效提取磁敏蛋白质传感器中的微弱电压信号，降低成本，提高集成度和灵敏度。高集成度和灵敏度。高集成度和灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种磁敏蛋白质传感器的读出电路


[0001]本专利技术属于CMOS集成电路设计
，特别是涉及一种磁敏蛋白质传感器的读出电路。

技术介绍

[0002]磁敏蛋白质传感器一直是生物分析领域的重要内容，可广泛应用于流行性病毒检测、病毒早期筛查中，在生命科学，疾病预防领域的应用潜力巨大。新一代磁敏蛋白质传感器在制造工艺上可利用半导体曝光和刻蚀工艺，与CMOS标准工艺兼容，有利于传感器检测电路与传感器的单芯片集成，大大提高了磁敏蛋白质传感器的集成度和灵敏度。
[0003]目前，对磁敏蛋白质传感器的信号检测多采用基于PCB板的系统方案，灵敏度较差。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种磁敏蛋白质传感器的读出电路，用于解决现有技术中磁敏蛋白质传感器的检测电压读取效果差的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种磁敏蛋白质传感器的读出电路，所述读出电路包括：
[0006]信号处理模块，所述信号处理模块的输入端连接磁敏蛋白质传感器的输出端；用于获取磁敏蛋白质传感器的检测电压，并对所述敏蛋白质传感器的检测电压进行处理得到模拟电压；
[0007]信号判断模块，所述信号比较判断模块的输入端连接所述信号采样处理模块的输出端；用于接收所述模拟电压，并根据所述模拟电压与设定阈值电压的比较结果输出控制信号；
[0008]电压控制模块，所述电压控制模块的控制端连接所述信号判断模块的输出端，所述电压控制模块的输出端连接所述磁敏蛋白质传感器的输出端；所述电压控制模块受控所述控制信号输出调节偏置电压以使所述信号处理模块获取磁敏蛋白质传感器的检测电压；
[0009]信号输出模块，所述信号输出模块的输入端连接所述信号处理模块的输出端；对所述模拟电压进行模数转换处理输出电压信号。
[0010]优选地，所述电压控制模块包括激励电压源单元、低压差线性稳压器和开关单元；
[0011]所述激励电压源单元用于产生恒定激励电压；
[0012]所述低压差线性稳压器的输入端连接所述激励电压源单元的输出端，用于根据所恒定述激励电压产生输出三路偏置电压；
[0013]所述开关单元包括三个开关，每个开关连接一路偏置电压的输出端；所述开关单元受控所述控制信号选择一个开关闭合，并将对应连通的一路偏置电压作为调节偏置电压。
[0014]优选地，所述信号处理模块包括时钟单元和采样处理单元；
[0015]所述时钟单元输出连接所述采样处理单元，用于为采样处理单元提供时钟基准；
[0016]所述采样处理单元接入参考电压和所述检测电压；根据所述检测电压和所述参考电压得到所述模拟电压，所述模拟电压被放大至预设电压范围。
[0017]优选地，所述采样处理单元包括：
[0018]采样子单元，所述采样子单元获取所述检测电压和所述参考电压；
[0019]增益处理单元，所述处理单元的信号输入端连接所述采样子单元的输出端；所述增益处理单元对所述检测电压和所述参考电压进行增益放大处理得到模拟电压。
[0020]优选地，所述采样子单元包括第一开关、第十开关、第二开关、第一采样电容和第二采样电容；所述第一开关输入连接检测电压，所述第一开关的输出端连接第一采样电容的一端；所述第十开关的输入端连接参考电压；第二开关的一端连接于第一开关和第一采样电容之间，第二开关的另一端连接于第十开关和第二采样电容之间；当第一开关和第十开关打开后将所述检测电压和所述参考电压分别采样至第一采样电容和第二采样电容上。
[0021]优选地，所述增益处理单元包括第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十一开关、第一采样电容、第二采样电容和运算放大器；
[0022]第一增益电容的第一端连接第一采样电容，第二增益电容的第一端连接第二采样电容；运算放大器的同相输入端连接于第一采样电容与第一增益电容之间，运算放大器的反相输入端连接于第二采样电容与第二增益电容之间；第三开关和第十一开关串联后与第四开关并联，并联后一端连接运算放大器的同相输入端，另一端连接运算放大器的反相输入端；其中，第三开关和第十一开关的连接点为共模输入端；
[0023]第五开关和第六开关串联，第五开关的第一端和第六开关的第一端连接形成的连接点连接第一增益电容的第二端；第八开关和第九开关串联，第八开关的第一端和第九开关的第一端连接形成的连接点连接第二增益电容的第二端；其中，第五开关的第二端和第九开关的第二端为共模输出端；
[0024]第六开关的第二端连接运算放大器的反相输出端，第八开关的第二端连接运算放大器的同相输出端；第七开关的两端连接运算放大器的同相输出端和运算放大器的反相输出端；运算放大器的同相输出端和运算放大器的反相输出端为采样处理单元的输出端。
[0025]优选地，采样处理单元中的各开关包括一个PMOS管和一个NMOS管；PMOS管的栅极和NMOS管的栅极连接时钟信号，PMOS管的源极连接NMOS管的漏极，NMOS管的源极连接PMOS管的漏极；PMOS管的源极与NMOS管的漏极的连接点和NMOS管的源极与PMOS管的漏极的连接点分别开关的两端。
[0026]优选地，所述信号处理模块还包括增益缓冲单元，所述增益缓冲单元的输入端接入所述检测电压，所述增益缓冲单元的输出端连接所述采样处理单元的输入端；所述增益缓冲单元用于对检测电压进行增益缓冲处理并输出至所述采样处理单元。
[0027]优选地，所述增益缓冲单元包括电源子单元、输入子单元和运放子单元；
[0028]所述电源子单元的输入端连接电源，所述电源子单元为增益缓冲单元提供内部工作的电流；
[0029]所述输入子单元的输入端接入所述检测电压，所述输入子单元连接所述运放子单元；所述运放子单元对所述检测电压进行增益处理后输出至所述采样处理单元。
[0030]优选地，所述读出电路还包括分压模块；
[0031]所述分压模块串联在所述电压控制模块的输出端和所述磁敏蛋白质传感器的输出端之间；所述分压模块的分压节点连接所述信号处理模块的输入端；
[0032]所述分压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻和第二分压电阻串联；所述分压模块用于对磁敏蛋白质传感器的输出电压进行调节以得到所述检测电压。
[0033]优选地，所述信号判断模块包括第一比较器、第二比较器和判断处理单元；
[0034]所述第一比较器的信号输入端连接所述信号处理模块的输出端，所述第一比较器的参考输入端连接第一阈值电压；用于对模拟电压和第一阈值电压进行比较，并输出第一比较结果；
[0035]所述第二比较器的信号输入端连接所述信号处理模块的输出端，所述第二比较器的参考输入端连接第二阈值电压；用于对模拟电压和第二阈值电压进行比较，并输出第二比较结果；
[0036]所述判断处理单元的输入端连接所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端；所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁敏蛋白质传感器的读出电路，其特征在于，所述读出电路包括：信号处理模块，所述信号处理模块的输入端连接磁敏蛋白质传感器的输出端；用于获取磁敏蛋白质传感器的检测电压，并对所述敏蛋白质传感器的检测电压进行处理得到模拟电压；信号判断模块，所述信号比较判断模块的输入端连接所述信号采样处理模块的输出端；用于接收所述模拟电压，并根据所述模拟电压与设定阈值电压的比较结果输出控制信号；电压控制模块，所述电压控制模块的控制端连接所述信号判断模块的输出端，所述电压控制模块的输出端连接所述磁敏蛋白质传感器的输出端；所述电压控制模块受控所述控制信号输出调节偏置电压以使所述信号处理模块获取磁敏蛋白质传感器的检测电压；信号输出模块，所述信号输出模块的输入端连接所述信号处理模块的输出端；对所述模拟电压进行模数转换处理输出电压信号。2.根据权利要求1所述的磁敏蛋白质传感器的读出电路，其特征在于，所述电压控制模块包括激励电压源单元、低压差线性稳压器和开关单元；所述激励电压源单元用于产生恒定激励电压；所述低压差线性稳压器的输入端连接所述激励电压源单元的输出端，用于根据所恒定述激励电压产生输出三路偏置电压；所述开关单元包括三个开关，每个开关连接一路偏置电压的输出端；所述开关单元受控所述控制信号选择一个开关闭合，并将对应连通的一路偏置电压作为调节偏置电压。3.根据权利要求1所述的磁敏蛋白质传感器的读出电路，其特征在于，所述信号处理模块包括时钟单元和采样处理单元；所述时钟单元输出连接所述采样处理单元，用于为采样处理单元提供时钟基准；所述采样处理单元接入参考电压和所述检测电压；根据所述检测电压和所述参考电压得到所述模拟电压，所述模拟电压被放大至预设电压范围。4.根据权利要求3所述的磁敏蛋白质传感器的读出电路，其特征在于，所述采样处理单元包括：采样子单元，所述采样子单元获取所述检测电压和所述参考电压；增益处理单元，所述处理单元的信号输入端连接所述采样子单元的输出端；所述增益处理单元对所述检测电压和所述参考电压进行增益放大处理得到模拟电压。5.根据权利要求4所述的磁敏蛋白质传感器的读出电路，其特征在于，所述采样子单元包括第一开关、第十开关、第二开关、第一采样电容和第二采样电容；所述第一开关输入连接检测电压，所述第一开关的输出端连接第一采样电容的一端；所述第十开关的输入端连接参考电压；第二开关的一端连接于第一开关和第一采样电容之间，第二开关的另一端连接于第十开关和第二采样电容之间；当第一开关和第十开关打开后将所述检测电压和所述参考电压分别采样至第一采样电容和第二采样电容上。6.根据权利要求5所述的磁敏蛋白质传感器的读出电路，其特征在于，所述增益处理单元包括第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十一开关、第一采样电容、第二采样电容和运算放大器；第一增益电容的第一端连接第一采样电容，第二增益电容的第一端连接第二采样电
容；运算放大器的同相输入端连接于第一采样电容与第一增益电容之间，运算放大器的反相输入端连接于第二采样电容与第二增益电容之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈纲，
申请(专利权)人：上海芯问科技有限公司，
类型：发明
国别省市：