环境光消除电路制造技术

一种环境光消除电路，能够取样一检测信号(K+1)次，以作为一K阶滤波器，从而滤除该检测信号中的一环境光信号，其中该K为不小于2的整数。该环境光消除电路包含一电容式转阻放大电路，其包含一放大器、一电容电路与一开关电路。该电容电路包含一或多个电容路径以并联方式耦接。该开关电路以一非交错方式或一交错方式耦接该放大器与该电容电路。该开关电路采用该非交错方式N次，使得该电容电路取样该检测信号N次，此时该检测信号包含一可控光信号与该环境光信号；该开关电路采用该交错方式M次，使得该电容电路取样该检测信号的反相M次，此时该检测信号包含该环境光信号但不包含该可控光信号。该M与该N的和等于(K+1)。该M与该N的和等于(K+1)。该M与该N的和等于(K+1)。

【技术实现步骤摘要】
环境光消除电路


[0001]本专利技术是关于一环境光消除电路，尤其是关于作为一多阶滤波器以滤除一环境光信号的一环境光消除电路。

技术介绍

[0002]一般的光体积变化描记图法(Photoplethysmography(PPG))装置以可控光源(例如：发光二极管(LED))照射皮肤并测量光吸收的变化量，以实现多种应用(例如：心律与血氧的测量)。然而，环境中通常有其它光源(例如：太阳光、室内灯光)，该些环境光(ambient light)的影响须被消除以确保前述测量的正确性。环境光可透过硬件电路来滤除，但目前的环境光消除技术未教示如何以简单的硬件电路实现一多阶滤波器，以适当地滤除环境光。

技术实现思路

[0003]本公开的目的之一在于提供一种环境光消除电路，其作为一多阶滤波器以滤除一环境光信号。
[0004]本公开之环境光消除电路的一实施例能够于一取样期间内取样一光检测电路所产生的一检测信号(K+1)次，以作为一K阶滤波器，从而滤除该检测信号中的一环境光信号，其中该K为不小于2的整数。该实施例包含一电容式转阻放大电路，其包含一放大器、一电容电路以及一开关电路。该放大器包含一输入端、一反相输入端与一输出端，其中该输入端用来接收一参考电压，该反相输入端用来接收该检测信号。该电容电路包含：一第一电容路径，包含一第一电容，该第一电容包含两个电极，该两个电极分别为一第一电极与一第二电极。该开关电路包含：一第一开关耦接于该第一电极与该反相输入端之间；一第二开关耦接于该第二电极与该输出端之间；一第三开关耦接于该第二电极与该反相输入端之间；以及一第四开关耦接于该第一电极与该输出端之间。该第一开关与该第二开关用来于N个时槽内导通，并于M个时槽内不导通，使得该第一电极与该第二电极于该N个时槽内分别耦接该反相输入端与该输出端，从而使该第一电容于该N个时槽内取样该检测信号，该N个时槽与该M个时槽包含于该取样期间内，该N与该M均为正整数，且该N与该M的和不小于(K+1)。该第三开关与该第四开关用来于该M个时槽内导通，并于该N个时槽内不导通，使得该第二电极与该第一电极于该M个时槽内分别耦接该反相输入端与该输出端，以使该第一电容于该M个时槽内取样该检测信号的反相。该检测信号于I个时槽内包含一可控光信号与该环境光信号，该检测信号于J个时槽内包含该环境光信号但不包含该可控光信号，该I个时槽为该N个时槽或该M个时槽。当该I个时槽为该N个时槽时，该J个时槽为该M个时槽；当该I个时槽为该M个时槽时，该J个时槽为该N个时槽。
[0005]于上述实施例的一实作范例中，该电容电路包含多个电容路径以并联方式耦接，该多个电容路径包含该第一电容路径，且该多个电容路径之导通状态与电容量共同决定该K阶滤波器的多个滤波器系数。
[0006]本公开之环境光消除电路的另一实施例能够于一取样期间内取样一光检测电路所产生的一检测信号(K+1)次，以作为一K阶滤波器，从而滤除该检测信号中的一环境光信号，其中该K为正整数。该实施例包含一电容式转阻放大电路，其包含一放大器、一电容电路以及一开关电路。该放大器包含一输入端、一反相输入端与一输出端，其中该输入端用来接收一参考电压，该反相输入端用来接收该检测信号。该电容电路包含：一第一电容路径，包含一第一电容，该第一电容包含两个电极，该两个电极分别为一第一电极与一第二电极；以及一第二电容路径，并联于该第一电容路径，并包含一第二电容开关与一第二电容，该第二电容包含两个电极，该两个电极分别为一第三电极与一第四电极，该第二电容开关之一端耦接该第三电极，另一端耦接该第一电极。该开关电路包含：一第一开关，其一端耦接该第一电极与该第二电容开关，另一端耦接该反相输入端；一第二开关，其一端耦接至该第二电极和该第四电极，另一端耦接该输出端，其中该第一开关与该第二开关用来于N个时槽内导通，并于M个时槽内不导通，使得该第一电极与该第二电极于该N个时槽内分别耦接该反相输入端与该输出端，从而使该第一电容于该N个时槽内取样该检测信号，该N个时槽与该M个时槽包含于该取样期间内，该N与该M均为正整数，且该N与该M的和不大于(K+1)；一第三开关，其一端耦接该第二电极与该第四电极，另一端耦接该反相输入端；以及一第四开关，其一端耦接该第一电极与该第二电容开关，另一端耦接该输出端，其中该第三开关与该第四开关用来于该M个时槽内导通，并于该N个时槽内不导通，使得该第二电极与该第一电极于该M个时槽内分别耦接该反相输入端与该输出端，以使该第一电容于该M个时槽内取样该检测信号的反相。于该N个时槽与该M个时槽内，该第二电容开关仅于X个时槽内导通，其中该X个时槽同于或不同于该N个时槽，该X为正整数。该检测信号于I个时槽内包含一可控光信号与该环境光信号，该检测信号于J个时槽内包含该环境光信号但不包含该可控光信号，该I个时槽为该N个时槽或该M个时槽。当该I个时槽为该N个时槽时，该J个时槽为该M个时槽；当该I个时槽为该M个时槽时，该J个时槽为该N个时槽。
[0007]于上述实施例的一变化型中，该第二电容开关是设置于该第二电容的另一侧，因此，该第二电容开关的一端耦接该第四电极，另一端耦接该第二电极。
[0008]有关本专利技术的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
[0009]图1显示本公开之环境光消除电路的一实施例；
[0010]图2显示图1之电容式转阻放大电路在时域进行Z域的取样；
[0011]图3a与图3b共同显示本公开之环境光消除电路的一实作范例；
[0012]图4a、图4b与图4c共同显示本公开之环境光消除电路的另一实作范例；
[0013]图5显示本公开之环境光消除电路的另一实施例；
[0014]图6显示本公开之环境光消除电路的另一实施例；以及
[0015]图7显示本公开之环境光消除电路的另一实施例。
具体实施方式
[0016]本说明书公开一种环境光消除电路，其作为一多阶滤波器以滤除一环境光信号。该环境光消除电路适用于一光体积变化描记图法(Photoplethysmography(PPG))装置。
[0017]图1显示本公开之环境光消除电路的一实施例。图1的环境光消除电路100能够于一取样期间内取样一光检测电路(例如：光电二极管)(未显示于图)所产生的一检测信号S
PD
(K+1)次，以作为一K阶滤波器，从而滤除该检测信号S
PD
中的一环境光信号，其中该K为正整数(例如：不小于2的整数)。
[0018]请参阅图1。环境光消除电路100包含一电容式转阻放大电路110。电容式转阻放大电路110包含一放大器112、一电容电路114以及一开关电路116。该些电路分述于底下段落。
[0019]如图1所示，放大器112包含一输入端(亦即：放大器112中的符号+)、一反相输入端(亦即：放大器112中的符号
‑
)与一输出端。该输入端用来接收一参考电压V
REF
，该反相输入端用来接收该检测信号S...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境光消除电路，能够于一取样期间内取样一光检测电路所产生的一检测信号K+1次，以作为一K阶滤波器，从而滤除该检测信号中的一环境光信号，该K为不小于2的整数，该环境光消除电路包含：一电容式转阻放大电路，包含：一放大器，包含一输入端、一反相输入端与一输出端，其中该输入端用来接收一参考电压，该反相输入端用来接收该检测信号；一电容电路，包含：一第一电容路径，包含一第一电容，该第一电容包含两个电极，该两个电极分别为一第一电极与一第二电极；以及一开关电路，包含：一第一开关，耦接于该第一电极与该反相输入端之间；一第二开关，耦接于该第二电极与该输出端之间，其中该第一开关与该第二开关用来于N个时槽内导通，并于M个时槽内不导通，使得该第一电极于该N个时槽内耦接该反相输入端，并且该第二电极于该N个时槽内耦接该输出端，从而使该第一电容于该N个时槽内取样该检测信号，该N个时槽与该M个时槽包含于该取样期间内，该N与该M均为正整数，且该N与该M的和不大于K+1；一第三开关，耦接于该第二电极与该反相输入端之间；以及一第四开关，耦接于该第一电极与该输出端之间，其中该第三开关与该第四开关用来于该M个时槽内导通，并于该N个时槽内不导通，使得该第二电极于该M个时槽内耦接该反相输入端，并且该第一电极于该M个时槽内耦接该输出端，以使该第一电容于该M个时槽内取样该检测信号的反相，其中该检测信号于I个时槽内包含一可控光信号与该环境光信号，该检测信号于J个时槽内包含该环境光信号但不包含该可控光信号，该I个时槽为该N个时槽或该M个时槽；当该I个时槽为该N个时槽时，该J个时槽为该M个时槽；当该I个时槽为该M个时槽时，该J个时槽为该N个时槽。2.根据权利要求1所述的环境光消除电路，其中该电容电路进一步包含：一第二电容路径，并联于该第一电容路径，并包含一第二电容开关与一第二电容，该第二电容包含两个电极，该两个电极分别为一第三电极与一第四电极，该第二电容开关的一端耦接该第三电极，另一端耦接该第一电极以及该开关电路；其中该第三电极经由该第二电容开关以及该第一开关耦接该反相输入端，并经由该第四开关耦接该输出端；该第四电极经由该第二开关耦接该输出端，并经由该第三开关耦接该反相输入端；以及该第二电容开关仅于该N个时槽或该M个时槽内导通。3.根据权利要求1所述的环境光消除电路，其中该电容电路进一步包含：一第二电容路径，并联于该第一电容路径，并包含一第二电容与一第二电容开关，该第二电容包含两个电极，该两个电极分别为一第三电极与一第四电极，该第二电容开关的一端耦接该第四电极，另一端耦接该第二电极以及该开关电路；其中该第三电极经由该第一开关耦接该反相输入端，并经由该第四开关耦接该输出端；该第四电极经由该第二电容开关以及该第二开关耦接该输出端，并经由该第三开关耦接该反相输入端；以及该第二电容开关于该N个时槽或该M个时槽内导通。
4.根据权利要求1所述的环境光消除电路，其中该电容电路进一步包含：一第二电容路径，并联于该第一电容路径，并包含一第二电容开关与一第二电容，该第二电容包含两个电极，该两个电极分别为一第三电极与一第四电极，该第二电容开关的一端耦接该第三电极，另一端耦接该第一电极以及该开关电路；其中该第三电极经由该第二电容开关以及该第一开关耦接该反相输入端，并经由该第四开关耦接该输出端；该第四电极经由该第二开关耦接该输出端，并经由该第三开关耦接该反相输入端；以及该第二电容开关于X个时槽内导通，并于Y个时槽内不导通，该X个时槽与该Y个时槽包含于该取样期间内，该X个时槽不同于该N个时槽也不同于该M个时槽，该Y个时槽不同于该N个时槽也不同于该M个时槽，该X与该Y均为不小于零的整数。5.根据权利要求1所述的环境光消除电路，其中该电容电路进一步包含：一第二电容路径，并联于该第一电容路径，并包含一第二电容与一第二电容开关，该第二电容包含两个电极，该两个电极分别为一第三电极与一第四电极，该第二电容开关的一端耦接该第四电极，另一端耦接该第二电极以及该开关电路；其中该第三电极经由该第一开关耦接该反相输入端，并经由该第四开关耦接该输出端；该第四电极经由该第二电容开关以及该第二开关耦接该输出端，并经由该第三开关耦接该反相输入端；以及该第二电容开关于X个时槽内导通，并于Y个时槽内不导通，该X个时槽与该Y个时槽包含于该取样期间内，该X个时槽不同于该N个时槽也不同于该M个时槽，该Y个时槽不同于该N个时槽也不同于该M个时槽，该X与该Y均为不小于零的整数。6.根据权利要求1所述的环境光消除电路，其中该电容电路包含多个电容路径以并联方式耦接，该多个电容路径包含该第一电容路径，且该多个电容路径的导通状态与电容量共同决定该K阶滤波器的多个滤波器系数。7.根据权利要求6所述的环境光消除电路，其中该取样期间依序包含至少K+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子玄，官明志，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：