[發(fā)明專利]可變?cè)鲆婊祛l放大器、生物信號(hào)采集與處理芯片及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710375510.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107212877B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉簾曦;張怡;宋宇;沐俊超;朱樟明;楊銀堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/04
• 分類號(hào): A61B5/04;A61B5/0428
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 閆家偉

本發(fā)明涉及一種可變?cè)鲆婊祛l放大器、生物信號(hào)采集與處理芯片及系統(tǒng)。該芯片包括可變?cè)鲆婊祛l放大器11、本振信號(hào)產(chǎn)生電路12、能量獲取單元13、第一電容C1和第一電阻R1；可變?cè)鲆婊祛l放大器11的生物信號(hào)輸入端Vin接收生物信號(hào)，其電源輸入端VDD電連接能量獲取單元13，其本振信號(hào)輸入端LO電連接本振信號(hào)產(chǎn)生電路12，其接地端GND用于獲取外部供地信號(hào)，其輸出端Vout電連接第一電容C1的第一端且第一電容C1的第二端用于輸出經(jīng)調(diào)制后的音頻信號(hào)；本振信號(hào)產(chǎn)生電路12用于接收交流電信號(hào)并經(jīng)處理后為可變?cè)鲆婊祛l放大器11提供本振信號(hào)；能量獲取單元13用于接收交流電信號(hào)并經(jīng)處理后為可變?cè)鲆婊祛l放大器11提供直流電源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可變?cè)鲆婊祛l放大器、生物信號(hào)采集與處理芯片及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)健康和醫(yī)療的需求不斷提升，以無(wú)線體域網(wǎng)(Wireless Body AreaNetwork,簡(jiǎn)稱WBAN)為基礎(chǔ)的可穿戴式、可植入式的醫(yī)療設(shè)備受到了廣泛的關(guān)注。這些醫(yī)療設(shè)備使用便捷，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并發(fā)送到智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)于疾病的預(yù)防監(jiān)測(cè)有著重要意義。常見(jiàn)的生物信號(hào)包括心電信號(hào)(ECG)，腦電信號(hào)(EEG)和肌電信號(hào)(EMG)等，這些信號(hào)十分微弱，典型值在微伏、毫伏量級(jí)，并且頻率較低，對(duì)采集系統(tǒng)低噪聲性能有著嚴(yán)格的要求。斬波調(diào)制技術(shù)是生物信號(hào)放大器中常用的降噪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物信號(hào)與低頻噪聲的頻譜分離，從而濾除噪聲。通過(guò)音頻線傳輸放大信號(hào)，利用智能終端完成ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和數(shù)字信號(hào)處理可以簡(jiǎn)化前級(jí)電路結(jié)構(gòu)。但是目前利用斬波調(diào)制技術(shù)的音頻調(diào)制系統(tǒng)需要采用傳統(tǒng)的低噪聲前置放大器等芯片，該芯片中存在冗余電路引起電路結(jié)構(gòu)面積大、功耗高的問(wèn)題，且因?yàn)椴捎昧藗鹘y(tǒng)固有的芯片結(jié)構(gòu)，不能對(duì)芯片內(nèi)部電路進(jìn)行改動(dòng)，因此對(duì)于電路功能擴(kuò)展存在很大影響。

因此，如何研制出電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省面積、功耗小的音頻調(diào)制系統(tǒng)和芯片結(jié)構(gòu)成為目前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可變?cè)鲆婊祛l放大器、生物信號(hào)采集與處理芯片及系統(tǒng)。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種生物信號(hào)采集與處理芯片10，包括可變?cè)鲆婊祛l放大器11、本振信號(hào)產(chǎn)生電路12、能量獲取單元13、第一電容C1和第一電阻R1；其中，

所述可變?cè)鲆婊祛l放大器11的生物信號(hào)輸入端Vin接收生物信號(hào)，其電源輸入端VDD電連接能量獲取單元13，其本振信號(hào)輸入端LO電連接本振信號(hào)產(chǎn)生電路12，其接地端GND用于獲取外部共地信號(hào)，其輸出端Vout電連接所述第一電容C1的第一端且所述第一電容C1的第二端用于輸出經(jīng)調(diào)制后的音頻信號(hào)；

所述本振信號(hào)產(chǎn)生電路12用于接收交流電信號(hào)并經(jīng)處理后為所述可變?cè)鲆婊祛l放大器11提供本振信號(hào)；

所述能量獲取單元13用于接收交流電信號(hào)并經(jīng)處理后為所述可變?cè)鲆婊祛l放大器11提供直流電源；

所述電阻R1串接于所述可變?cè)鲆婊祛l放大器11的接地端GND與所述第一電容C1的第二端之間。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述可變?cè)鲆婊祛l放大器11包括低噪聲前置混頻放大器111、可編程增益放大器112、帶通濾波器113及輸出緩沖器114；其中，

所述低噪聲前置混頻放大器111、所述可編程增益放大器112、所述帶通濾波器113及所述輸出緩沖器114依次串接于所述生物信號(hào)輸入端Vin與所述第一電容C1之間，且所述低噪聲前置混頻放大器111電連接所述本振信號(hào)輸入端LO。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述低噪聲前置混頻放大器111包括AM調(diào)制模塊1111和前置放大器模塊1112；其中，所述AM調(diào)制模塊1111和所述前置放大器模塊1112依次串接于所述生物信號(hào)輸入端Vin與所述可編程增益放大器112之間，且所述AM調(diào)制模塊1111電連接所述本振信號(hào)輸入端LO。