[發明專利]一種用于生理信號檢測的斬波穩定儀表放大器電路

在審

• 申請號: 201611128280.X
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108233874A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 張浩;李燁
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/26;H03F1/30;H03F3/45
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;湯在彥

本發明提供了一種用于生理信號檢測的斬波穩定儀表放大器電路，涉及生理信號檢測技術領域。該電路中第一斬波調制電路的兩個輸入端分別連接外部電極的正端和負端；第一斬波調制電路分別連接DDA結構的正、負輸入端；DDA結構的兩個輸出端分別連接第一限流結構和第二限流結構；DDA結構的正輸入端與第二限流結構并聯后與DSL結構的第一輸出端連接；DDA結構的負輸入端與第一限流結構并聯后與DSL結構的第二輸出端連接；第二斬波調制電路的兩個輸入端分別與DDA結構的正、負輸出端連接；正輸出端還分別連接DSL結構的第一輸入端和CSF結構的第二輸入端；第一負輸出端還分別連接DSL結構的第二輸入端和CSF結構的第一輸入端；CSF結構的輸出端連接可編程增益放大器。

技術領域

本發明涉及生理信號檢測技術領域，尤其涉及一種用于生理信號檢測的斬波穩定儀表放大器電路。

背景技術

當前，在醫療領域中，一般需要采用醫療設備來檢測人體生理信號，為疾病的治療提供數據依據。在人體生理信號檢測中，普遍存在人體生理信號微弱，易受肌電信號的干擾，外界設備和環境干擾也會疊加大量噪聲等現象。因此，這就需要用于生理信號檢測的模擬前端集成電路中的儀表放大器(如圖1所示，儀表放大器是模擬前端集成電路的重要組成部分)滿足一系列嚴格的要求：(1)低的輸入參考噪聲，提高信號噪聲比；(2)高的共模抑制比(簡稱CMRR)可以增強器件的抗干擾能力；(3)高輸入阻抗用于減小電極阻抗失配的影響；(4)輸入級能夠消除由直流電極差異引起的失調電壓(簡稱DEO)；(5)為了提高電池續航能力和減小設備對人體的熱損傷也是可穿戴設備的重要考慮，低功耗的設計就顯得尤為重要。

目前，現有技術中的儀表放大器主要有電流反饋和電容反饋結構。電流反饋是一種流行的處理器架構(Intel Architecture，簡稱IA)，電流反饋結構容易實現高共模抑制比和高輸入阻抗，當時其DEO抑制范圍和功耗很難做到一個很好的折中，為了解決這個問題，一般采用前置的交流耦合高通濾波器，但此結構要求集成大的片上電容(1.2nF)，消耗過多的芯片面積。而且電流反饋結構的功耗不能滿足低功耗的要求。電容反饋結構是另一種普遍使用的結構，例如，現有的電容反饋斬波穩定儀表放大器的結構如圖2所示，由積分器(Integrator)20構成的直流伺服回路(DC servo loop，簡稱DSL)21可以實施消除電極失調電壓(DEO)和完成高通濾波的作用。斬波調制電路(Chopping)22先于輸入電容消除電容失配，提高共模抑制比。正反饋結構的阻抗增加環路23(IBL)可以提高放大器的輸入阻抗。但是該DSL結構會飽和放大器24(Amp)的輸出，導致IBL的操作受到影響，而且電容匹配遭受工藝誤差造成的寄生電容的影響。現有技術的生理信號檢測的儀表放大器存在性能參數不夠折中，性能未達到較優水平，并且容易受到工藝誤差及溫度變化的影響。

發明內容

本發明的實施例提供一種用于生理信號檢測的斬波穩定儀表放大器電路，以解決現有技術的生理信號檢測的儀表放大器存在性能參數不夠折中，性能未達到較優水平，并且容易受到工藝誤差及溫度變化的影響的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于生理信號檢測的斬波穩定儀表放大器電路，包括：基于差分差動放大器DDA結構、直流伺服回路DSL結構、斬波波紋濾波器CSF結構、第一斬波調制電路、第二斬波調制電路、第一電容、第一限流結構、第二限流結構、第二電容、第三電容、第四電容以及第五電容；