CN104000584B - 一种高信噪比微弱信号的采集电路 - Google Patents

一种高信噪比微弱信号的采集电路 Download PDF

Info

Publication number
CN104000584B
CN104000584B CN201410240170.7A CN201410240170A CN104000584B CN 104000584 B CN104000584 B CN 104000584B CN 201410240170 A CN201410240170 A CN 201410240170A CN 104000584 B CN104000584 B CN 104000584B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor
oxide
metal
resistance
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410240170.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104000584A (zh
Inventor
程亚宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN BETTERLIFE ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SHENZHEN BETTERLIFE ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN BETTERLIFE ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHENZHEN BETTERLIFE ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410240170.7A priority Critical patent/CN104000584B/zh
Publication of CN104000584A publication Critical patent/CN104000584A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104000584B publication Critical patent/CN104000584B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明适用微弱信号采集领域,提供一种高信噪比微弱信号的采集电路,包括全差分放大模块、双端转单端放大模块、低通滤波模块、后级放大模块、右腿驱动模块及信号采集电极,信号采集电极的输出端连接全差分放大模块的输入端,全差分放大模块的输出端连接双端转单端放大模块的输入端,双端转单端放大模块的输出端连接低通滤波模块的输入端,低通滤波模块的输出端连接后级放大模块的输入端,后级放大模块的输出端输出处理后的采集信号,右腿驱动模块的检测端检测全差分放大模块的输入端采集的微弱信号的共模电压并经右腿驱动模块的输出端反馈回人体。采用高集成高精度芯片实现高通滤波,去除极化电压限制,提高微弱信号采集的信噪比、降低功耗。

Description

一种高信噪比微弱信号的采集电路
技术领域
本发明属于微弱信号采集领域,尤其涉及一种高信噪比微弱信号的采集电路。
背景技术
移动健康,个人便携式监护医疗是我国以后医疗卫生体系中的重要组成部分之一。能够连续长时间的监护个人,能够及时地发现被监护人的突发病情或不正常生理状况,将是以后医疗卫生服务发展的重要需求之一。这种应用的实时性和普适性要求,需要一套新型监护系统,必须具备高精度,小型化,集成化,低功耗的特点。
目前人体一些微弱信号的采集,例如人体心电信号,脑电信号,主要还是采用传统的仪表放大结构,通过搭建板级电路实现,由于输入信号直流极化压差的存在,仪表放大器结构的放大倍数受限,导致整体采集电路信噪比受限制,同时占用较大的面积,目前市场上所有主流的医疗设备中,都采用这种方式,如图1所示:近年来出现将该仪表放大结构进行芯片集成化,提高电路的集成化,如亚德诺半导体公司(ADI)推出的AD8232芯片,但仪表放大结构的放大倍数受限问题仍然存在。
现有技术的对微弱信号采集存在以下缺陷:
(1)目前主流的传统采集方式在第一级放大结构上都是采用仪表放大结构,由于极化电压的限制,因此这级放大结构的放大增益必须较小,在传统实现方案中该放大增益一般最大为4倍,否则会超过电路的输出摆幅导致电路饱和;而第一级放大增益小会导致整个采集电路结构信噪比较小;同时传统的采集方式是通过离散元器件搭建信号采集系统,消耗较大的面积和功耗;
(2)已有的少数芯片,如TI的ADS1298、亚德诺半导体(ADI)的AD8232,通过集成电路方式实现微弱信号采集,但由于极化电压的限制而导致第一级放大结构的放大增益必须很小的问题仍然存在,信噪比较低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足,提供一种集成高通滤波功能的全差分放大器取代传统心电采集电路中的仪表放大结构,适用于解决采集低频率小信号时由于极化压差而导致放大电路的放大倍数受限的问题,有效提高整体采集电路的信噪比。
本发明是这样实现的,一种高信噪比微弱信号的采集电路,所述采集电路包括全差分放大模块、双端转单端放大模块、低通滤波模块、后级放大模块、右腿驱动模块及信号采集电极,所述信号采集电极的输出端连接所述全差分放大模块的输入端,所述全差分放大模块的输出端连接所述双端转单端放大模块的输入端,所述双端转单端放大模块的输出端连接所述低通滤波模块的输入端,所述低通滤波模块的输出端连接所述后级放大模块的输入端,所述后级放大模块的输出端输出处理后的心电采集信号,所述右腿驱动模块的检测端检测所述全差分放大模块的输入端采集的心电信号的共模电压并经所述右腿驱动模块的输出端反馈回人体。
本发明的进一步技术方案是:所述全差分放大模块包括第一滤波模块、第二滤波模块、比例放大模块,所述第一滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端,所述第二滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端,所述第一滤波模块包括第一小电流偏置电路及第一滤波电路,所述第一小电流偏置电路的输出端连接所述第一滤波电路的输入端,所述第二滤波模块包括第二小电流偏置电路及第二滤波电路,所述第二小电流偏置电路的输出端连接所述第二滤波电路的输入端。
本发明的进一步技术方案是:所述第一小电流偏置电路及第二小电流偏置电路相同,其包括电流源Ibg、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3及MOS管MC4,所述电流源Ibg一端分别连接所述MOS管M1的漏极、栅极及MOS管M2的栅极,所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3及MOS管M4的源极相连,所述MOS管M3的栅极、漏极及MOS管M4的栅极分别连接所述MOS管MC4的漏极,所述MOS管MC4的源极连接所述MOS管MC3的漏极,所述MOS管MC4的栅极分别连接所述MOS管MC3的栅极及MOS管MC2的栅极,所述MOS管MC2的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极,所述MOS管MC1的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极,所述MOS管MC1、MOS管MC2及MOS管MC3的源极接地,所述电流源Ibg的另一端接地。
本发明的进一步技术方案是:所述第一滤波电路包括MOS管MA1、MOS管MB1及电容C2-1,所述MOS管MA1的栅极及MOS管MB1的栅极、漏极分别连接所述第一小电流偏置电路,所述MOS管MA1的源极与MOS管MB1的源极相连,所述电容C2-1与所述MOS管MA1的漏极至源极并联;所述第二滤波电路包括MOS管MA2、MOS管MB2及电容C2-2,所述MOS管MA2的栅极及MOS管MB2的栅极、漏极分别连接所述第二小电流偏置电路,所述MOS管MA2的源极与MOS管MB2的源极相连,所述电容C2-2与所述MOS管MA2的漏极至源极并联。
本发明的进一步技术方案是:所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3、MOS管MC4、MOS管MA1、MOS管MA2、MOS管MB1及MOS管MB2均采用P-MOS。
本发明的进一步技术方案是:所述比例放大模块包括双端输入双端输出的全差分放大器OTA、电容C1-1、电容C1-2、电容C2-1及电容C2-2,所述全差分放大器OTA的正输入端连接所述电容C1-1的一端,所述电容C2-1与所述全差分放大器OTA的正输入端至负输出端并联,所述全差分放大器OTA的负输入端连接所述电容C1-2的一端,所述电容C2-2与所述全差分放大器OTA的负输入端至正输出端并联,所述全差分放大器OTA与四个电容构成电容比例放大电路实现增益Av的放大。
本发明的进一步技术方案是:所述双端转单端放大模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4及双输入单输出的放大器AMP1,所述放大器AMP1的A端连接所述电阻R2的一端,所述电阻R1的一端分别连接所述电阻R3的一端及放大器AMP1的B端,所述电阻R4与所述放大器AMP1的A端至C端并联。
本发明的进一步技术方案是:所述低通滤波模块包括跨导放大器Gm1、跨导放大器Gm2、跨导放大器Gm3、电容C1及电容C2,所述电容C1的一端分别连接所述跨导放大器Gm1的C端、跨导放大器Gm2的C端,所述跨导放大器Gm3的A端分别连接所述跨导放大器Gm2的A端及跨导放大器Gm1的C端,所述跨导放大器Gm3的B端和C端分别连接所述电容C2的一端;或者所述低通滤波模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C4、电容C5及放大器AMP3,所述电阻R9的一端分别连接所述电阻R10的一端及电容C5的一端,所述电阻R10的另一端分别连接电容C4的一端及放大器AMP3的A端,所述电容C5的另一端连接所述放大器AMP3的C端,所述放大器AMP3的B端分别连接电阻R11的一端及电阻R12的一端,所述电阻R12的另一端连接所述放大器AMP3的C端。
本发明的进一步技术方案是:所述后级放大模块包括放大器AMP2、电阻R13及电阻R14,所述放大器AMP2的A端连接所述电阻R13的一端,所述放大器AMP2的A端至C端与所述电阻R14并联。
本发明的进一步技术方案是:所述右腿驱动模块包括放大器A1、放大器A2、放大器A3、放大器A4、预放大器、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻Rf及电容C3,所述电阻R8与所述电容C3串联后与所述电阻Rf并联之后与所述放大器A4的A端至C端并联,所述放大器A4的A端还连接所述电阻R5的一端,所述电阻R5的另一端分别连接所述放大器A3的C端和B端,所述放大器A3的A端分别连接所述电阻R6的一端及电阻R7的一端,所述预放大器的A端分别连接所述电阻R6的另一端及放大器A1的B端和C端,所述预放大器的B端分别连接所述电阻R7的另一端及放大器A2的B端和C端。
本发明的有益效果是:采用高精度集成全差分放大器芯片取代传统的仪表搭建构成的结构,使得信号采集电路高度集成化、小型化得到提高,缩小了仪器的整体体积;预放大模块采用更精确比例的电容放大结构,实现更高的共模抑制比;采用高集成高精度芯片实现高通滤波,去除极化电压的限制,提高微弱信号采集的信噪比、降低仪器设备功耗。
附图说明
图1是传统心电采集电路原理结构图;
图2是本发明实施例提供的高信噪比的微弱信号采集电路原理结构图;
图3是本发明实施例提供的集成高通滤波功能的全差分放大模块原理结构图;
图4是本发明实施例提供的双端输出转单端电路原理框图;
图5是本发明实施例提供的低通滤波电路原理结构图;
图6是本发明实施例提供的后级放大模块原理结构图;
图7是本发明实施例提供的右腿驱动模块原理结构图;
图8是本发明实施例提供的幅度频率响应图;
图9是本发明实施例提供的输入为正弦时瞬态响应;
图10是本发明实施例提供的Butterworth结构二阶有源低通滤波结构图;
图11是本发明实施例提供的偏置小电流电路结构图。
具体实施方式
附图标记:10-全差分放大模块 20-双端转单端放大模块 30-低通滤波模块 40-后级放大模块 50-右腿驱动模块 60-信号采集电极
图2示出了本发明提供的高信噪比微弱信号的采集电路,所述采集电路包括全差分放大模块10、双端转单端放大模块20、低通滤波模块30、后级放大模块40、右腿驱动模块50及信号采集电极60,所述信号采集电极60的输出端连接所述全差分放大模块10的输入端,所述全差分放大模块10的输出端连接所述双端转单端放大模块20的输入端,所述双端转单端放大模块20的输出端连接所述低通滤波模块30的输入端,所述低通滤波模块30的输出端连接所述后级放大模块40的输入端,所述后级放大模块40的输出端输出处理后的心电采集信号,所述右腿驱动模块50的检测端检测所述全差分放大模块10的输入端采集的心电信号的共模电压并经所述右腿驱动模块50的输出端反馈回人体。信号采集电极60采集信号传输进入全差分放大模块10,经全差分放大模块10对信号进行放大的同时进行超低截止频率的高通滤波能够;在经过全差分放大模块10处理后的信号通过双端转单端放大模块后转换为单端输出信号输出给低通滤波模块;经低通滤波模块30二次滤波后的信号进入后级放大模块40对信号进一步放大后输出;右腿驱动模块50对全差分放大模块10两个输入端采集到的信号进行检测共模电压并反馈回人体,降低整体电路的共模干扰。采用高精度集成全差分放大器芯片取代传统的仪表搭建构成的结构,使得信号采集电路高度集成化、小型化得到提高,缩小了仪器的整体体积;预放大模块采用更精确比例的电容放大结构,实现更高的共模抑制比;采用高集成高精度芯片实现高通滤波,去除极化电压的限制,提高微弱信号采集的信噪比、降低仪器设备功耗。
如图3所示,所述全差分放大模块10包括第一滤波模块、第二滤波模块、比例放大模块,所述第一滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端,所述第二滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端,所述第一滤波模块包括第一小电流偏置电路及第一滤波电路,所述第一小电流偏置电路的输出端连接所述第一滤波电路的输入端,所述第二滤波模块包括第二小电流偏置电路及第二滤波电路,所述第二小电流偏置电路的输出端连接所述第二滤波电路的输入端。
全差分放大模块由高增益,低功耗,低噪声的双端输入双端输出的全差分跨导放大器(0TA:operational transconductance amplifier),电容,小电流偏置电路组成,整个电路具有对称性结构。该放大电路的传递函数如式(1):
OTA与四个电容构成电容比例放大电路,实现增益的放大功能,同时与跨接在放大器上的虚拟电阻共同实现截止频率的高通滤波特性。
全差分放大电路双端输出的信号再经由放大器及大电阻构成的双端转单端电路,输出单端信号到滤波电路模块,如图4所示。R1=R2;R3=R4,在转成单端信号的同时起到增益的一个放大作用。
经过第一级倍放大后的信号进入滤波电路,如图6所示的二阶低通滤波器,低通滤波模块由跨导放大器Gm和电容C组成的二阶低通滤波器,其传递函数如式(2):
实现截止频率的低通滤波,其中Gm是跨导放大器的等效跨导。
滤波后的信号进入后级放大模块做第二级放大,如图7所示,后级放大电路由放大器和比例电阻构成,实现倍放大。最后,经过输出buffer送出放大后的输出信号。
工频是心电信号的主要共模干扰,仅靠共模抑制比高的放大器不能完全消除输入端的共模噪声,因此心电信号采集电路常采用右腿驱动电路来抑制工频干扰。右腿驱动电路模块对输入buffer采集到的信号检测共模电压并反馈回人体,降低整体电路的共模干扰。如图8所示,检测到的人体共模电压VCM,经放大器A3缓冲后进入放大器A4,通过人体的电流id不再是流入大地,而是流进A4。右腿驱动最后的输出如式(3):
由(3)式可见,增大A4的增益Rf/R1能够减小人体共模电压Vcm。其中放大器A1,A2,A3,A4采用的都是单位增益放大器。
如图11所示,所述第一小电流偏置电路及第二小电流偏置电路相同,其包括电流源Ibg、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3及MOS管MC4,所述电流源Ibg一端分别连接所述MOS管M1的漏极、栅极及MOS管M2的栅极,所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3及MOS管M4的源极相连,所述MOS管M3的栅极、漏极及MOS管M4的栅极分别连接所述MOS管MC4的漏极,所述MOS管MC4的源极连接所述MOS管MC3的漏极,所述MOS管MC4的栅极分别连接所述MOS管MC3的栅极及MOS管MC2的栅极,所述MOS管MC2的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极,所述MOS管MCI的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极,所述MOS管MC1、MOS管MC2及MOS管MC3的源极接地,所述电流源Ibg的另一端接地。
所述第一滤波电路包括MOS管MA1、MOS管MB1及电容C2-1,所述MOS管MA1的栅极及MOS管MB1的栅极、漏极分别连接所述第一小电流偏置电路,所述MOS管MA1的源极与MOS管MB1的源极相连,所述电容C2-1与所述MOS管MA1的漏极至源极并联;所述第二滤波电路包括MOS管MA2、MOS管MB2及电容C2-2,所述MOS管MA2的栅极及MOS管MB2的栅极、漏极分别连接所述第二小电流偏置电路,所述MOS管MA2的源极与MOS管MB2的源极相连,所述电容C2-2与所述MOS管MA2的漏极至源极并联。
所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3、MOS管MC4、MOS管MA1、MOS管MA2、MOS管MB1及MOS管MB2均采用P-MOS。
所述比例放大模块包括双端输入双端输出的全差分放大器OTA、电容C1-1、电容C1-2、电容C2-1及电容C2-2,所述全差分放大器OTA的正输入端连接所述电容C1-1的一端,所述电容C2-1与所述全差分放大器OTA的正输入端至负输出端并联,所述全差分放大器OTA的负输入端连接所述电容C1-2的一端,所述电容C2-2与所述全差分放大器OTA的负输入端至正输出端并联,所述全差分放大器OTA与四个电容构成电容比例放大电路实现增益Av的放大。
如图4所示,所述双端转单端放大模块20包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4及双输入单输出的放大器AMP1,所述放大器AMP1的A端连接所述电阻R2的一端,所述电阻R1的一端分别连接所述电阻R3的一端及放大器AMP1的B端,所述电阻R4与所述放大器AMP1的A端至C端并联。
如图5、10所示,所述低通滤波模块30包括跨导放大器Gm1、跨导放大器Gm2、跨导放大器Gm3、电容C1及电容C2,所述电容C1的一端分别连接所述跨导放大器Gm1的C端、跨导放大器Gm2的C端,所述跨导放大器Gm3的A端分别连接所述跨导放大器Gm2的A端及跨导放大器Gm1的C端,所述跨导放大器Gm3的B端和C端分别连接所述电容C2的一端;或者所述低通滤波模块30包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C4、电容C5及放大器AMP3,所述电阻R9的一端分别连接所述电阻R10的一端及电容C5的一端,所述电阻R10的另一端分别连接电容C4的一端及放大器AMP3的A端,所述电容C5的另一端连接所述放大器AMP3的C端,所述放大器AMP3的B端分别连接电阻R11的一端及电阻R12的一端,所述电阻R12的另一端连接所述放大器AMP3的C端。
如图6所示,所述后级放大模块40包括放大器AMP2、电阻R13及电阻R14,所述放大器AMP2的A端连接所述电阻R13的一端,所述放大器AMP2的A端至C端与所述电阻R14并联。
如图7所示,所述右腿驱动模块50包括放大器A1、放大器A2、放大器A3、放大器A4、预放大器、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻Rf及电容C3,所述电阻R8与所述电容C3串联后与所述电阻Rf并联之后与所述放大器A4的A端至C端并联,所述放大器A4的A端还连接所述电阻R5的一端,所述电阻R5的另一端分别连接所述放大器A3的C端和B端,所述放大器A3的A端分别连接所述电阻R6的一端及电阻R7的一端,所述预放大器的A端分别连接所述电阻R6的另一端及放大器A1的B端和C端,所述预放大器的B端分别连接所述电阻R7的另一端及放大器A2的B端和C端。
通过Cadence Spectre工具采用SMIC 0.18μm工艺进行了后仿真,如图8所示,是系统的幅度频率响应曲线,从主信号每个关键点信号的AC特性仿真结果看,与设计相符。如图9所示,是系统的瞬态特性仿真结果,输入幅度为3mV正弦信号时的输出信号,从瞬态特性仿真结果看芯片能够很好地正常工作,实现了将信号放大以及对带外噪声的滤除。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高信噪比微弱信号的采集电路,其特征在于,所述采集电路包括全差分放大模块、双端转单端放大模块、低通滤波模块、后级放大模块、右腿驱动模块及信号采集电极,所述信号采集电极的输出端连接所述全差分放大模块的输入端,所述全差分放大模块的输出端连接所述双端转单端放大模块的输入端,所述双端转单端放大模块的输出端连接所述低通滤波模块的输入端,所述低通滤波模块的输出端连接所述后级放大模块的输入端,所述后级放大模块的输出端输出处理后的心电采集信号,所述右腿驱动模块的检测端检测所述全差分放大模块的输入端采集的心电信号的共模电压并经所述右腿驱动模块的输出端反馈回人体;
所述全差分放大模块包括第一滤波模块、第二滤波模块、比例放大模块,所述第一滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端,所述第二滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端,所述第一滤波模块包括第一小电流偏置电路及第一滤波电路,所述第一小电流偏置电路的输出端连接所述第一滤波电路的输入端,所述第二滤波模块包括第二小电流偏置电路及第二滤波电路,所述第二小电流偏置电路的输出端连接所述第二滤波电路的输入端;
所述第一小电流偏置电路及第二小电流偏置电路相同,其包括电流源Ibg、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3及MOS管MC4,所述电流源Ibg一端分别连接所述MOS管M1的漏极、栅极及MOS管M2的栅极,所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3及MOS管M4的源极相连,所述MOS管M3的栅极、漏极及MOS管M4的栅极分别连接所述MOS管MC4的漏极,所述MOS管MC4的源极连接所述MOS管MC3的漏极,所述MOS管MC4的栅极分别连接所述MOS管MC3的栅极及MOS管MC2的栅极,所述MOS管MC2的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极,所述MOS管MC1的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极,所述MOS管MC1、MOS管MC2及MOS管MC3的源极接地,所述电流源Ibg的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的采集电路,其特征在于,所述第一滤波电路包括MOS管MA1、MOS管MB1及电容C2-1,所述MOS管MA1的栅极及MOS管MB1的栅极、漏极分别连接所述第一小电流偏置电路,所述MOS管MA1的源极与MOS管MB1的源极相连,所述电容C2-1与所述MOS管MA1的漏极至源极并联;所述第二滤波电路包括MOS管MA2、MOS管MB2及电容C2-2,所述MOS管MA2的栅极及MOS管MB2的栅极、漏极分别连接所述第二小电流偏置电路,所述MOS管MA2的源极与MOS管MB2的源极相连,所述电容C2-2与所述MOS管MA2的漏极至源极并联。
3.根据权利要求2所述的采集电路,其特征在于,所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3、MOS管MC4、MOS管MA1、MOS管MA2、MOS管MB1及MOS管MB2均采用P-MOS。
4.根据权利要求3所述的采集电路,其特征在于,所述比例放大模块包括双端输入双端输出的全差分放大器OTA、电容C1-1、电容C1-2、电容C2-1及电容C2-2,所述全差分放大器OTA的正输入端连接所述电容C1-1的一端,所述电容C2-1与所述全差分放大器OTA的正输入端至负输出端并联,所述全差分放大器OTA的负输入端连接所述电容C1-2的一端,所述电容C2-2与所述全差分放大器OTA的负输入端至正输出端并联,所述全差分放大器OTA与四个电容构成电容比例放大电路实现增益Av的放大。
5.根据权利要求1-4任一项所述的采集电路,其特征在于,所述双端转单端放大模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4及双输入单输出的放大器AMP1,所述放大器AMP1的A端连接所述电阻R2的一端,所述电阻R1的一端分别连接所述电阻R3的一端及放大器AMP1的B端,所述电阻R4与所述放大器AMP1的A端至C端并联。
6.根据权利要求5所述的采集电路,其特征在于,所述低通滤波模块包括跨导放大器Gm1、跨导放大器Gm2、跨导放大器Gm3、电容C1及电容C2,所述电容C1的一端分别连接所述跨导放大器Gm1的C端、跨导放大器Gm2的C端,所述跨导放大器Gm3的A端分别连接所述跨导放大器Gm2的A端及跨导放大器Gm1的C端,所述跨导放大器Gm3的B端和C端分别连接所述电容C2的一端;或者所述低通滤波模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C4、电容C5及放大器AMP3,所述电阻R9的一端分别连接所述电阻R10的一端及电容C5的一端,所述电阻R10的另一端分别连接电容C4的一端及放大器AMP3的A端,所述电容C5的另一端连接所述放大器AMP3的C端,所述放大器AMP3的B端分别连接电阻R11的一端及电阻R12的一端,所述电阻R12的另一端连接所述放大器AMP3的C端。
7.根据权利要求6所述的采集电路,其特征在于,所述后级放大模块包括放大器AMP2、电阻R13及电阻R14,所述放大器AMP2的A端连接所述电阻R13的一端,所述放大器AMP2的A端至C端与所述电阻R14并联。
8.根据权利要求1所述的采集电路,其特征在于,所述右腿驱动模块包括放大器A1、放大器A2、放大器A3、放大器A4、预放大器、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻Rf及电容C3,所述电阻R8与所述电容C3串联后与所述电阻Rf并联之后与所述放大器A4的A端至C端并联,所述放大器A4的A端还连接所述电阻R5的一端,所述电阻R5的另一端分别连接所述放大器A3的C和B端,所述放大器A3的A端分别连接所述电阻R6的一端及电阻R7的一端,所述预放大器的A端分别连接所述电阻R6的另一端及放大器A1的B端和C端,所述预放大器的B端分别连接所述电阻R7的另一端及放大器A2的B端和C端。
CN201410240170.7A 2014-05-30 2014-05-30 一种高信噪比微弱信号的采集电路 Active CN104000584B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410240170.7A CN104000584B (zh) 2014-05-30 2014-05-30 一种高信噪比微弱信号的采集电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410240170.7A CN104000584B (zh) 2014-05-30 2014-05-30 一种高信噪比微弱信号的采集电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104000584A CN104000584A (zh) 2014-08-27
CN104000584B true CN104000584B (zh) 2017-09-01

Family

ID=51361692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410240170.7A Active CN104000584B (zh) 2014-05-30 2014-05-30 一种高信噪比微弱信号的采集电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104000584B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104490387B (zh) * 2014-09-17 2016-09-21 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 能够抑制运动干扰的无线便携与穿戴式心电检测器
CN106923818A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 深圳先进技术研究院 用于可穿戴设备的心电信号检测芯片
CN105615869A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 武汉明德生物科技股份有限公司 十二导心电信号采集装置
CN106073735A (zh) * 2016-07-03 2016-11-09 深圳贝特莱电子科技股份有限公司 一种用于连续检测人体血压的集成电路结构
CN106419894B (zh) * 2016-10-11 2019-08-02 江苏南大五维电子科技有限公司 一种用于生理电信号采集前端处理电路
CN106603027A (zh) * 2016-12-06 2017-04-26 山西师范大学 一种植物体内微弱电流检测放大器
CN109839127B (zh) * 2017-11-27 2021-04-20 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种机载接近传感器采集电路
CN108742591B (zh) * 2018-07-25 2023-11-17 电子科技大学 一种具有自适应工频噪声抑制的人体生理信号采集装置
CN109669054B (zh) * 2019-02-20 2021-01-05 哈尔滨工程大学 一种高精度全差分电容-电压转换电路系统
CN110011627B (zh) * 2019-04-26 2023-10-03 苏州大学 一种宽输入范围高共模抑制比运算跨导放大器
CN110755046B (zh) * 2019-10-30 2022-05-17 中国科学院深圳先进技术研究院 一种用于神经电生理检测的前端模拟电路及前端模拟芯片
CN114081500A (zh) * 2020-07-30 2022-02-25 京东方科技集团股份有限公司 信号采集电路和生理检测设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008056309A2 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Ecg electrode contact quality measurement system
US7863977B1 (en) * 2009-09-14 2011-01-04 Edan Instruments, Inc. Fully differential non-inverted parallel amplifier for detecting biology electrical signal
CN102908137A (zh) * 2012-10-18 2013-02-06 深圳先进技术研究院 单通道心电采集芯片
CN203914910U (zh) * 2014-05-30 2014-11-05 深圳贝特莱电子科技有限公司 一种高信噪比微弱信号的采集电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008056309A2 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Ecg electrode contact quality measurement system
US7863977B1 (en) * 2009-09-14 2011-01-04 Edan Instruments, Inc. Fully differential non-inverted parallel amplifier for detecting biology electrical signal
CN102908137A (zh) * 2012-10-18 2013-02-06 深圳先进技术研究院 单通道心电采集芯片
CN203914910U (zh) * 2014-05-30 2014-11-05 深圳贝特莱电子科技有限公司 一种高信噪比微弱信号的采集电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN104000584A (zh) 2014-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104000584B (zh) 一种高信噪比微弱信号的采集电路
CN102908137B (zh) 单通道心电采集芯片
CN104113293B (zh) 一种高增益低噪声差分跨阻放大器
CN106923818A (zh) 用于可穿戴设备的心电信号检测芯片
CN110417360A (zh) 一种用于生物电检测的低噪声放大器
CN106452372B (zh) 用于生物信号放大的低噪声前置放大器电路
CN106817099A (zh) 用于生理电势信号检测的放大器
CN212588311U (zh) 一种可配置低频高通滤波器
CN104426491B (zh) 运算放大电路、主动电极及电生理信号采集系统
CN206226386U (zh) 一种无耦合电容具有直流失调抑制功能的仪表放大器
CN203537332U (zh) 一种电源取样信号放大电路
CN206611389U (zh) 用于生理电势信号检测的放大器
Abdelhalim et al. Compact chopper-stabilized neural amplifier with low-distortion high-pass filter in 0.13 µm CMOS
Wu et al. An Energy-Efficient Small-Area Configurable Analog Front-End Interface for Diverse Biosignals Recording
CN105305971B (zh) 一种减小输入电容的低噪前置放大器电路
Jain To design high CMRR, high slew rate instrumentation amplifier using OTA and CDTA for biomedical application
CN203914910U (zh) 一种高信噪比微弱信号的采集电路
Huynh et al. A 53GΩ@ DC Input Impedance Multi-Channel Neural Recording Amplifier with 0.77 μVrms Input-Referred Noise for Deep Brain Implants
WO2022252025A1 (zh) 一种具有失调电压抑制的可配置主动电极
CN104009723B (zh) 一种集成的全差分放大器
CN203912166U (zh) 一种有源带阻滤波电路
CN105680805A (zh) 一种直流耦合高精度放大装置
CN105640550A (zh) 一种基于ina128的脑电采集前端设计
CN109787583A (zh) 一种应用于ECG信号采集的低频全差分Gm-C滤波器
CN111510080A (zh) 一种集成的微弱电信号滤波放大电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 518000 Nanshan District, Guangdong, China Hi Tech in the two Shenzhen International Software Park, building 4, 402-403,

Applicant after: SHENZHEN BETTERLIFE ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 518000 Nanshan District, Guangdong, China Hi Tech in the two Shenzhen International Software Park, building 4, 402-403,

Applicant before: Shenzhen Betterlift Electronic Technology Co.,Ltd.

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant