CN106160671A - 信号放大电路 - Google Patents

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Abstract

一种信号放大电路，包括低通滤波电路、缓冲电路、开关电容积分电路和信号开关，可以通过多组开关信号控制电路中的开关，实现电路面积小、功耗低、噪声抑制效果好、可变增益的目的。

Description

信号放大电路
技术领域
本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种信号放大电路。
背景技术
MEMS加速度计就是使用MEMS技术制造的加速度计，具有体积小、重量轻和功耗低等优点，广泛应用于振动检测、方位检测、消费应用、动作识别等领域。
压阻式的加速度计利用PZT(压电陶瓷)的压电效应制成。当PZT受到压力时，它的电阻值发生变化。通过将压电电阻桥式连接，把电阻值的变化转化为电压的变化，通过检测、放大和修正，然后输出和加速度值对应的二进制数字信号。
加速度计感应输出的电压信号一般在几个毫伏或是几十毫伏，非常微弱。如果直接输入到模数转换电路(ADC)，则输出动态范围低、精度下降。因此，必须经过放大后再输入到ADC，最终得到与感应电压对应的精确的数字信号。
传统加速度计模拟前端(读出电路)一般由放大电路和ADC组成，控制时钟的谐波频率的噪声会引入系统，同时由于环境中存在很多低频噪声(比如声音信号)，如果不滤除也会影响到检测的加速度信号。如果引入滤波电路，则滤波电容所用到的电阻和电容导致芯片面积过大。
传感器在信号处理过程中，一直处于工作状态，导致功耗较大。
前端放大电路没有去除低频1/f噪声和输入偏移电压(offset)，或是采用含有大电容的自动归零技术(Auto-Zero)和相关采样技术(CDS)的缓冲电路，导致电路面积大，不容易集成。
放大电路本身的1/f噪声和输入偏移电压(offset)同样被放大与信号相同的比例，信噪比下降，动态性能降低。放大电路固定的增益，对于传感器不同的量程，小信号分辨率不够。
发明内容
基于传统加速度计读出电路面积大、功耗高、噪声抑制效果差、固定增益至少其中一种缺点，有必要提供一种信号放大电路，该信号放大电路具有面积小、功耗低、噪声抑制效果好、可变增益的优点。
一种信号放大电路，包括低通滤波电路、缓冲电路、开关电容积分电路和信号开关；
所述低通滤波电路包括第一输入端、第二输入端、第一开关、第二开关、第一变阻器、第二变阻器、第一电容、第二电容，第一输出端和第二输出端；第一输入端通过第一开关、第一变阻器后与第一输出端连接，第二输入端通过第二开关、第二变阻器后与第二输出端连接，第一电容、第二电容极性相反的分别连接于第一输出端和第二输出端之间；
所述缓冲电路包括第三输入端、第四输入端、第一运放、第二运放、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、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关，第三输出端和第四输出端；第三输入端通过第三开关连接第一运放的输入正端，第三输入端通过第四开关连接第一运放的输入负端，第一运放的输出正端通过第五开关连接第三输出端，第一运放的输出负端通过第六开关连接第三输出端，第一运放的输入正端通过第七开关连接第一运放的输出负端，第一运放的输入负端通过第八开关连接第一运放的输出正端；第四输入端通过第九开关连接第二运放的输入正端，第四输入端通过第十开关连接第二运放的输入负端，第二运放的输出正端通过第十一开关连接第四输出端，第二运放的输出负端通过第十二开关连接第四输出端，第二运放的输入正端通过第十三开关连接第二运放的输出负端，第二运放的输入负端通过第十四开关连接第二运放的输出正端；
所述开关电容积分电路包括第五输入端、第六输入端、第三运放、第一开关电容模块、第二开关电容模块、第三开关电容模块、第四开关电容模块、第一电容模块、第二电容模块、第一斩波调制器、第二斩波调制器、第三斩波调制器、第五输出端和第六输出端；每个所述开关电容模块包括电容和至少四个开关且形成开关电容结构；每个所述电容模块包括可调电容和至少一个开关且电容和开关并联连接；每个所述斩波调制器包括至少四个开关且形成斩波调制结构；所述第五输入端依次通过第一开关电容模块、第一斩波调制器连接第三运放的输入正端，所述第六输入端依次通过第二开关电容模块、第一斩波调制器连接第三运放的输入负端；第三运放的输入正端依次通过第二斩波调制器、第一电容模块连接第五输出端，第三运放的输入负端依次通过第二斩波调制器、第二电容模块连接第六输出端；第三运放的输入正端通过第三开关电容模块连接第五输出端，第三运放的输入负端通过第四开关电容模块连接第六输出端；第三运放的输出正端通过第三斩波调制器连接第六输出端，第三运放的输出负端通过第三斩波调制器连接第五输出端；
所述信号开关用于控制放大前的电压信号的通断；第一输入端和第二输入端输入放大前的电压信号，第一输出端连接第三输入端，第二输出端连接第四输入端，第三输出端连接第五输入端，第四输出端连接第六输入端，第五输出端和第六输出端输出放大后的电压信号。
在其中一个实施例中，每个所述开关电容模块包括电容和四个控制开关，电容的第一极板通过所述四个控制开关的开关之一连接开关电容模块的输入端，所述电容的第一极板还通过所述四个控制开关的开关之二接地；电容的第二极板通过所述四个控制开关的开关之三连接开关电容模块的输出端，所述电容的第二极板还通过所述四个控制开关的开关之四接地。
在其中一个实施例中，所述第一开关电容模块和第二开关电容模块中的电容为可调电容。
在其中一个实施例中，还包括第一连接开关、第二连接开关、第三连接开关和第四连接开关，第一开关电容模块中的电容两端分别通过第一连接开关、第二连接开关并联连接第三开关电容模块中的电容，第二开关电容模块中的电容两端分别通过第三连接开关、第四连接开关并联连接第四开关电容模块中的电容。
在其中一个实施例中，所述可调电容包括多个电容和多个开关，所述可调电容中的单个电容和单个开关串联成电容支路，所有电容支路并联连接。
在其中一个实施例中，所述电容模块中的可调电容中的开关靠近所述电容模块的输入端，所述第一开关电容模块的可调电容中的开关靠近所述第一开关电容模块的输出端，所述第二开关电容模块的可调电容中的开关靠近所述第二开关电容模块的输出端。
在其中一个实施例中，所述斩波调制器包括四个斩波开关；斩波调制器的输入端之一通过所述四个斩波开关的开关之一连接斩波调制器的输出端之一，斩波调制器的输入端之一通过所述四个斩波开关的开关之二连接斩波调制器的输出端之二，斩波调制器的输入端之二通过所述四个斩波开关的开关之三连接斩波调制器的输出端之二，斩波调制器的输入端之二通过所述四个斩波开关的开关之四连接斩波调制器的输出端之一。
在其中一个实施例中，还包括传感器，所述传感器通过信号开关接地，所述传感器还连接所述低通滤波电路的第一输入端和第二输入端并利用自身电阻变化输出差动输出电压作为放大前的电压信号。
在其中一个实施例中，所述传感器是由采用压敏电阻元件的惠斯通电桥电路构成的加速度传感器。
在其中一个实施例中，所有所述开关皆为半导体器件开关，并通过多组开关信号控制。
上述信号放大电路，可以通过控制开关信号、第一开关、第二开关的开闭将电路的工作状态分割，既节省了功耗又实现了在同样大小的电阻和电容情况下得到很低带宽，不仅带宽灵活可控，同时节省面积和功耗，而且噪声抑制更好。选择可调电阻加大带宽可调范围，使得对于不同量程的小信号也拥有足够的分辨率。第一电容、第二电容极性相反的分别连接于第一输出端和第二输出端之间，能有效抑制版图设计中引入的噪声。
由两个运算放大器(第一运放和第二运放)构成差分缓冲电路，保证后级放大电路采样多次也不影响滤波电容上存储的电荷。缓冲电路的结构可以应用斩波技术(chopping)，通过控制缓冲电路中开关的开闭可以去除1/f噪声和输入偏移电压(offset)。而且避免了使用电容，减小芯片面积，噪声更小。
开关电容积分电路，通过控制电路中的开关的闭合，主要采用斩波技术(chopping)和自动归零技术(Auto-Zero)去除放大器输入偏移电压(offset)和减小1/f噪声，同时除了可以改变积分周期实现增益变化，还可以通过调节输入输出电容比实现增益可调，对微弱信号的噪声抑制更好。输入电容和输出电容比增加，放大倍数增加，不受工艺变化的影响也不受工作电压和温度的影响，解决不同量程需要不同放大倍数问题，提高微弱信号的分辨率。
附图说明
图1是信号放大电路的模块示意图；
图2是传感器和低通滤波电路连接示意图；
图3是信号开关的开关控制信号、第一开关和第二开关的开关控制信号一个周期内的时序示意图；
图4是缓冲电路的示意图；
图5是缓冲电路中开关控制信号和输出信号的时序示意图；
图6是开关电容积分电路的示意图；
图7是开关电容积分电路中各信号的时序示意图；
图8是第一开关电容模块或第二开关电容模块中的可调电容示意图；
图9是第一电容模块或第二电容模块中的可调电容示意图；
图10是第一斩波调制器的示意图；
图11是第二斩波调制器或第三斩波器的示意图；
图12～图19为按照图7中各信号控制下的开关电容积分电路的状态图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在以下描述中，所有开关皆为半导体器件开关，并通过多组开关信号控制，用符号Φ分别表示各开关的开关控制信号。
图1是信号放大电路的模块示意图。
一种信号放大电路，包括低通滤波电路100、缓冲电路200、开关电容积分电路300、传感器400、信号开关S、第一连接开关S1、第二连接开关S2、第三连接开关S3和第四连接开关S4，图1并未示出第一连接开关S1、第二连接开关S2、第三连接开关S3和第四连接开关S4。
图2是传感器和低通滤波电路连接示意图。
低通滤波电路100包括第一输入端VIN1、第二输入端VIN2、第一开关M1、第二开关M2、第一变阻器RF1、第二变阻器RF2、第一电容C1、第二电容C2，第一输出端VO1和第二输出端VO2。
第一输入端VIN1通过第一开关M1、第一变阻器后与第一输出端VO1连接，第二输入端VIN2通过第二开关M2、第二变阻器后与第二输出端VO2连接，第一电容C1、第二电容C2极性相反(上下两极板相反)的分别连接于第一输出端VO1和第二输出端VO2之间。
离散系统中，通过开关电容周期性采样实现检测和放大信号，为了避免将控制时钟的谐波频率的噪声引入系统，需要先使用抗混叠滤波器对信号滤波。同时由于环境中存在很多低频噪声，比如声音信号，如果不滤除也会影响到检测的加速度信号。所以检测和放大信号前，通过低通滤波电路提高系统的分辨率。
图3是信号开关的开关控制信号、第一开关和第二开关的开关控制信号的时序示意图。
信号开关S的开关控制信号为Φm，第一开关M1和第二开关M2的开关控制信号均为Φn。周期脉冲信号Φm、Φn分别控制传感器400和低通滤波电路100的工作，即节省了功耗，又实现了在同样大小电阻和电容情况下得到较低带宽。Ts为信号开关S在周期Tp内的打开时间，脉冲的占空比(Ts/Tp)影响实际的带宽。占空比越低时，实现相同的带宽所用的电阻和电容值越小，面积和功耗就越小。
也可以将信号开关S的打开时间Ts分成N个小段，即N*Ts’＝Ts。控制信号Φm的上升沿超前控制信号Φn上升沿Td，控制信号Φm的下降沿滞后控制信号Φn下降沿Td。带宽由开关打开时间Ts与周期时间Tp比决定。
第一变阻器RF1、第二变阻器RF2利用电阻的串并联实现电阻值变化，改变滤波器的带宽。第一电容C1、第二电容C2为两个上下级板反接电容，容量可以相等，版图中输出差分端可以对称，利于共模噪声抑制。
图4是缓冲电路的示意图。
缓冲电路200包括第三输入端VIN3、第四输入端VIN4、第一运放A1、第二运放A2、第三开关M3、第四开关M4、第五开关M5、第六开关M6、第七开关M7、第八开关M8、第九开关M9、第十开关M10、第十一开关M11、第十二开关M12、第十三开关M13、第十四开关M14，第三输出端VO3和第四输出端VO4。
第三输入端VIN3通过第三开关M3连接第一运放A1的输入正端，第三输入端VIN3通过第四开关M4连接第一运放A1的输入负端，第一运放A1的输出正端通过第五开关M5连接第三输出端VO3，第一运放A1的输出负端通过第六开关M6连接第三输出端VO3，第一运放A1的输入正端通过第七开关M7连接第一运放A1的输出负端，第一运放A1的输入负端通过第八开关M8连接第一运放A1的输出正端。
第四输入端VIN4通过第九开关M9连接第二运放A2的输入正端，第四输入端VIN4通过第十开关M10连接第二运放A2的输入负端，第二运放A2的输出正端通过第十一开关M11连接第四输出端VO4，第二运放A2的输出负端通过第十二开关M12连接第四输出端VO4，第二运放A2的输入正端通过第十三开关M13连接第二运放A2的输出负端，第二运放A2的输入负端通过第十四开关M14连接第二运放A2的输出正端。
图5是缓冲电路中开关控制信号和输出信号的时序示意图。
第三开关M3、第五开关M5、第八开关M8、第九开关M9、第十一开关M11、第十四开关M14的开关控制信号为Φ1，第四开关M4、第六开关M6、第七开关M7、第十开关M10、第十二开关M12、第十三开关M13的开关控制信号为Φ2，Φ1和Φ2为两个反相非交叠(no-overlap)时钟。两个时钟之间相互切换，信号在运放的正输入端与负输入端之间相互切换，这是斩波(chopping)技术的一种特例。
Vos1和Vos2表示运放低频的1/f噪声和offset，如图5被高频的chopping时钟调制到高频，VO为与Φ1频率相同的周期信号，信号的直流分量为VIN，信号幅度为Vos1-Vos2。后级放大电路(开关电容积分电路300)通过对VOUT积分就可以去除Vos1和Vos2，实现减低低频噪声，提高系统的信噪比。由于不使用电容，与自动归零(Auto-zero)技术和相关采样(CDS)技术比较，大大节省了面积。由于没有引入电容的噪声，系统的噪声性能更好。放大器本身为低噪声结构，高频热噪声很小。
图6是开关电容积分电路的示意图，图7是开关电容积分电路中各信号的时序示意图。
开关电容积分电路300包括第五输入端VIN5、第六输入端VIN6、第三运放A3、第一开关电容模块SC1、第二开关电容模块SC2、第三开关电容模块SC3、第四开关电容模块SC4、第一电容模块CF1、第二电容模块CF2、第一斩波调制器CHP1、第二斩波调制器CHP2、第三斩波调制器CHP3、第五输出端VO5和第六输出端VO6。
每个开关电容模块(第一开关电容模块SC1、第二开关电容模块SC2、第三开关电容模块SC3和第四开关电容模块SC4)包括电容和至少四个控制开关且形成开关电容结构。在本实施例中，每个开关电容模块包括电容和四个控制开关，电容的第一极板通过四个控制开关的开关之一连接开关电容模块的输入端，电容的第一极板还通过四个控制开关的开关之二接地。电容的第二极板通过四个控制开关的开关之三连接开关电容模块的输出端，电容的第二极板还通过四个控制开关的开关之四接地。
第一开关电容模块SC1、第二开关电容模块SC2的电容容量均为Ci，皆以Ci表示。第一开关电容模块SC1、第二开关电容模块SC2的开关之一、开关之四的开关控制信号为Φa1，开关之二、开关之三的开关控制信号为Φa2。Φa1和Φa2为两个反相非交叠(no-overlap)时钟。
第三开关电容模块SC3、第四开关电容模块SC4的电容容量均为Cff，皆以Cff表示。第三开关电容模块SC3、第四开关电容模块SC4的开关之一、开关之四的开关控制信号为Φb1，开关之二、开关之三的开关控制信号为Φb2。
图8是第一开关电容模块或第二开关电容模块中的可调电容示意图。第一开关电容模块SC1和第二开关电容模块SC2中的电容为可调电容Ci。可调电容Ci包括多个电容(Ci0、Ci1……Cin)和多个开关(ki0、ki1……kin)，单个电容(Cin)和单个开关(kin)串联成电容支路，所有电容支路并联连接，通过电容支路开关的开闭引入电容实现电容可调。
第一开关电容模块SC1的可调电容的开关(ki0、ki1……kin)靠近第一开关电容模块SC1的输出端，第二开关电容模块SC2的可调电容的开关(ki0、ki1……kin)靠近第二开关电容模块SC2的输出端。开关两端电压值影响其本身的阻值，所以开关必须靠近运放输入端(对第一开关电容模块SC1而言为第一开关电容模块SC1的输出端，第二开关电容模块SC2而言为第二开关电容模块SC2的输出端)。即使输入信号变化，但运放输入端始终接近共模电平，开关两端电压不受信号影响，开关特性不变，不影响放大倍数。
第一开关电容模块SC1中的电容Ci两端分别通过第一连接开关S1、第二连接开关S2并联连接第三开关电容模块SC3中的电容Cff，第二开关电容模块SC2中的电容Ci两端分别通过第三连接开关S3、第四连接开关S4并联连接第四开关电容模块SC4中的电容Cff。第一连接开关S1、第二连接开关S2、第三连接开关S3和第四连接开关S4的开关控制信号为Φp。
图9是第一电容模块或第二电容模块中的可调电容示意图。每个电容模块(第一电容模块CF1和第二电容模块CF2)包括可调电容Cf和一个开关(以其控制信号Φr表示)，且可调电容Cf和开关Φr并联连接。可调电容Cf可以是包括多个电容(Cf0、Cf1……Cfn)和多个开关(kf0、kf1……kfn)，单个电容(Cfn)和单个开关(kfn)串联成电容支路，所有电容支路并联连接，通过电容支路开关的开闭引入电容实现电容可调。同上，电容模块中的可调电容Cf中的开关(kf0、kf1……kfn)靠近电容模块的输入端(相当于靠近运放输入端)。
每个斩波调制器(第一斩波调制器CHP1、第二斩波调制器CHP2和第三斩波调制器CHP3)包括至少四个斩波开关且形成斩波调制结构，在本实施例中，包括四个斩波开关并形成斩波调制结构。斩波调制器包括四个斩波开关K1、K2、K3、K4，斩波调制器的输入端之一(vin1)通过四个斩波开关的开关之一(K1)连接斩波调制器的输出端之一(vo1)，斩波调制器的输入端之一(vin1)通过四个斩波开关的开关之二(K2)连接斩波调制器的输出端之二(vo2)，斩波调制器的输入端之二(vin2)通过四个斩波开关的开关之三(K3)连接斩波调制器的输出端之二(vo2)，斩波调制器的输入端之二(vin2)通过四个斩波开关的开关之四(K4)连接斩波调制器的输出端之一(vo1)。
图10是第一斩波调制器的示意图，图11是第二斩波调制器或第三斩波器的示意图。第一斩波调制器CHP1的开关K1、K3的开关控制信号为Φch1a，K2、K4的开关控制信号为Φch1b。Φch1a和Φch1b为两个反相非交叠(no-overlap)时钟。第二斩波调制器CHP2、第三斩波调制器CHP3的开关K1、K3的开关控制信号为Φch2a，K2、K4的开关控制信号为Φch2b。Φch2a和Φch2b为两个反相非交叠(no-overlap)时钟。
第五输入端VIN5依次通过第一开关电容模块SC1、第一斩波调制器CHP1连接第三运放A3的输入正端，第六输入端VIN6依次通过第二开关电容模块SC2、第一斩波调制器CHP1连接第三运放A3的输入负端。第三运放A3的输入正端依次通过第二斩波调制器CHP2、第一电容模块CF1连接第五输出端VO5，第三运放A3的输入负端依次通过第二斩波调制器CHP2、第二电容模块CF2连接第六输出端VO6。第三运放A3的输入正端通过第三开关电容模块SC3连接第五输出端VO5，第三运放A3的输入负端通过第四开关电容模块SC4连接第六输出端VO6。第三运放A3的输出正端通过第三斩波调制器CHP3连接第六输出端VO6，第三运放A3的输出负端通过第三斩波调制器CHP3连接第五输出端VO5。
图12～图19为按照图7中各信号控制下的开关电容积分电路的状态图，分别对应状态1～8。Voffp和Voffn分别为运放输入正端的偏差电压和输入负端的偏差电压。状态1和状态2：VP-VN＝-(Voffp–Voffn)；状态3：VP-VN＝Voffn*(2*Cff/Cf+1)–Voffp*(2*Cff/Cf+1)；状态4：VP-VN＝(2*Cff/Cf-1)*(Voffn–Voffp)，当Cff＝1/2*Cf时，输出为零；状态5：VP-VN＝Ci/Cf*(Voffp–Voffn)；状态6：VP-VN＝(Ci/Cf-2)*(Voffp–Voffn)；状态7：VP-VN＝2*(Voffn–Voffp)；状态8：VP-VN＝0；状态8之后会继续重复状态5到状态8的过程，选择积分周期应该保证没有输入信号时，输出为零，去除放大器offset和1/f低频噪声。
信号开关S用于控制放大前的电压信号的通断。第一输入端VIN1和第二输入端VIN2输入放大前的电压信号，第一输出端VO1连接第三输入端VIN3，第二输出端VO2连接第四输入端VIN4，第三输出端VO3连接第五输入端VIN5，第四输出端VO4连接第六输入端VIN6，第五输出端VO5和第六输出端VO6输出放大后的电压信号。具体为，传感器400通过信号开关S接地，传感器400还连接低通滤波电路100的第一输入端VIN1和第二输入端VIN2并利用自身电阻变化输出差动输出电压作为放大前的电压信号。在本实施例中，传感器400是由采用压敏电阻元件的惠斯通电桥电路构成的加速度传感器。
上述信号放大电路可以应用到智能数码设备中，例如手机或平板电脑等。
上述信号放大电路，可以通过控制开关信号、第一开关、第二开关的开闭将电路的工作状态分割，既节省了功耗又实现了在同样大小的电阻和电容情况下得到很低带宽，不仅带宽灵活可控，同时节省面积和功耗，而且噪声抑制更好。选择可调电阻加大带宽可调范围，使得对于不同量程的小信号也拥有足够的分辨率。第一电容、第二电容极性相反的分别连接于第一输出端和第二输出端之间，能有效抑制版图设计中引入的噪声。
由两个运算放大器(第一运放和第二运放)构成差分缓冲电路，保证后级放大电路采样多次也不影响滤波电容上存储的电荷。缓冲电路的结构可以应用斩波技术(chopping)，通过控制缓冲电路中开关的开闭可以去除1/f噪声和输入偏移电压(offset)。而且避免了使用电容，减小芯片面积，噪声更小。
开关电容积分电路，通过控制电路中的开关的闭合，主要采用斩波技术(chopping)和自动归零技术(Auto-Zero)去除放大器输入偏移电压(offset)和减小1/f噪声，同时除了可以改变积分周期实现增益变化，还可以通过调节输入输出电容比实现增益可调，对微弱信号的噪声抑制更好。输入电容和输出电容比增加，放大倍数增加，不受工艺变化的影响也不受工作电压和温度的影响，解决不同量程需要不同放大倍数问题，提高微弱信号的分辨率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种信号放大电路，其特征在于，包括低通滤波电路、缓冲电路、开关电容积分电路和信号开关；
所述低通滤波电路包括第一输入端、第二输入端、第一开关、第二开关、第一变阻器、第二变阻器、第一电容、第二电容，第一输出端和第二输出端；第一输入端通过第一开关、第一变阻器后与第一输出端连接，第二输入端通过第二开关、第二变阻器后与第二输出端连接，第一电容、第二电容极性相反的分别连接于第一输出端和第二输出端之间；
所述缓冲电路包括第三输入端、第四输入端、第一运放、第二运放、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、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关，第三输出端和第四输出端；第三输入端通过第三开关连接第一运放的输入正端，第三输入端通过第四开关连接第一运放的输入负端，第一运放的输出正端通过第五开关连接第三输出端，第一运放的输出负端通过第六开关连接第三输出端，第一运放的输入正端通过第七开关连接第一运放的输出负端，第一运放的输入负端通过第八开关连接第一运放的输出正端；第四输入端通过第九开关连接第二运放的输入正端，第四输入端通过第十开关连接第二运放的输入负端，第二运放的输出正端通过第十一开关连接第四输出端，第二运放的输出负端通过第十二开关连接第四输出端，第二运放的输入正端通过第十三开关连接第二运放的输出负端，第二运放的输入负端通过第十四开关连接第二运放的输出正端；
所述开关电容积分电路包括第五输入端、第六输入端、第三运放、第一开关电容模块、第二开关电容模块、第三开关电容模块、第四开关电容模块、第一电容模块、第二电容模块、第一斩波调制器、第二斩波调制器、第三斩波调制器、第五输出端和第六输出端；每个所述开关电容模块包括电容和至少四个开关且形成开关电容结构；每个所述电容模块包括可调电容和至少一个开关且电容和开关并联连接；每个所述斩波调制器包括至少四个开关且形成斩波调制结构；所述第五输入端依次通过第一开关电容模块、第一斩波调制器连接第三运放的输入正端，所述第六输入端依次通过第二开关电容模块、第一斩波调制器连接第三运放的输入负端；第三运放的输入正端依次通过第二斩波调制器、第一电容模块连接第五输出端，第三运放的输入负端依次通过第二斩波调制器、第二电容模块连接第六输出端；第三运放的输入正端通过第三开关电容模块连接第五输出端，第三运放的输入负端通过第四开关电容模块连接第六输出端；第三运放的输出正端通过第三斩波调制器连接第六输出端，第三运放的输出负端通过第三斩波调制器连接第五输出端；
所述信号开关用于控制放大前的电压信号的通断；第一输入端和第二输入端输入放大前的电压信号，第一输出端连接第三输入端，第二输出端连接第四输入端，第三输出端连接第五输入端，第四输出端连接第六输入端，第五输出端和第六输出端输出放大后的电压信号。
2.根据权利要求1所述的信号放大电路，其特征在于，每个所述开关电容模块包括电容和四个控制开关，电容的第一极板通过所述四个控制开关的开关之一连接开关电容模块的输入端，所述电容的第一极板还通过所述四个控制开关的开关之二接地；电容的第二极板通过所述四个控制开关的开关之三连接开关电容模块的输出端，所述电容的第二极板还通过所述四个控制开关的开关之四接地。
3.根据权利要求2所述的信号放大电路，其特征在于，所述第一开关电容模块和第二开关电容模块中的电容为可调电容。
4.根据权利要求3所述的信号放大电路，其特征在于，还包括第一连接开关、第二连接开关、第三连接开关和第四连接开关，第一开关电容模块中的电容两端分别通过第一连接开关、第二连接开关并联连接第三开关电容模块中的电容，第二开关电容模块中的电容两端分别通过第三连接开关、第四连接开关并联连接第四开关电容模块中的电容。
5.根据权利要求4所述的信号放大电路，其特征在于，所述可调电容包括多个电容和多个开关，所述可调电容中的单个电容和单个开关串联成电容支路，所有电容支路并联连接。
6.根据权利要求5所述的信号放大电路，其特征在于，所述电容模块中的可调电容中的开关靠近所述电容模块的输入端，所述第一开关电容模块的可调电容中的开关靠近所述第一开关电容模块的输出端，所述第二开关电容模块的可调电容中的开关靠近所述第二开关电容模块的输出端。
7.根据权利要求1所述的信号放大电路，其特征在于，所述斩波调制器包括四个斩波开关；斩波调制器的输入端之一通过所述四个斩波开关的开关之一连接斩波调制器的输出端之一，斩波调制器的输入端之一通过所述四个斩波开关的开关之二连接斩波调制器的输出端之二，斩波调制器的输入端之二通过所述四个斩波开关的开关之三连接斩波调制器的输出端之二，斩波调制器的输入端之二通过所述四个斩波开关的开关之四连接斩波调制器的输出端之一。
8.根据权利要求1所述的信号放大电路，其特征在于，还包括传感器，所述传感器通过信号开关接地，所述传感器还连接所述低通滤波电路的第一输入端和第二输入端并利用自身电阻变化输出差动输出电压作为放大前的电压信号。
9.根据权利要求8所述的信号放大电路，其特征在于，所述传感器是由采用压敏电阻元件的惠斯通电桥电路构成的加速度传感器。
10.根据权利要求1～9任一项所述的信号放大电路，其特征在于，所有所述开关皆为半导体器件开关，并通过多组开关信号控制。
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