科创中国
前置放大器及信号采集装置
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-14 09:13:52
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-30 10:38:55
本发明涉及一种前置放大器和信号采集装置，该前置放大器用于对采集的微弱信号进行放大，包括：放大模块，所述放大模块包括输入电路和全差分输出电路；所述输入电路的输出端和所述全差分输出电路的输入端连接，且所述全差分输出电路具有两个差模输出端；所述放大模块用于将输入信号放大以获得输出信号；及共模反馈模块，所述共模反馈模块包括共模反馈回路和源极退化结构的共模反馈回路；所述共模反馈模块与所述放大模块相连，用于抑制所述输出信号的共模增益。上述的前置放大器和信号采集装置能够减小芯片的体积、减少了电容匹配对共模抑制比的影响。
一种信号采集装置，其特征在于，所述信号采集装置包括上述的前置放大器。上述 的前置放大器和信号采集装置，采集的微弱信号如生理信号先通过前置放大器的第一斩波 模块把噪声调制到高频，避免放大低频噪声，经高通滤波模块后消除直流失调电压，最后被 放大模块的开环增益放大，正反馈回路增强了输入阻抗，减小微弱信号源内阻造成的失真和误差，也减少了电极失配对共模抑制比的影响，有效降低了芯片的体积。
实施例的信号采集装置，采集的微弱信号如生理信号先通过前置放大器的第 一斩波模块把噪声调制到高频，避免放大低频噪声，经高通滤波模块后消除直流失调电压， 最后被放大模块的开环增益放大，正反馈回路增强了输入阻抗，减小微弱信号源内阻造成 的失真和误差，也减少了电极失配对共模抑制比的影响，有效降低了芯片的体积，其可以作 为可穿戴式设备的信号采集部分。
目前，已有的IA主要有三种结构。第一种为如图I (a)所示的经典的三运放的结构，能够实现高的输入阻抗，但是共模抑制比（CMRR)会遭受电阻失配的影响。另外为了保证低噪声，就需要高功耗的放大器;而且低功耗的消耗需要大的电阻，增加了芯片面积。第二种为如图1(b)所示的交流耦合-电容负反馈结构，电阻和电容构成的高通滤波能够完全消除电极失调电压，但是由于制造工艺引起的反馈电容的失配导致共模抑制比的下降，而且会增加更多的芯片面积。第三种为图1(c)所示电流反馈结构，该结构通常需要外加一个环路形成高通滤波来消除电极失调电压，然而此环路对消除失调电压的范围有一定的局限性，失调电压引起的差分输入级的操作点失配影响共模抑制比。另外，此结构的功耗不能满足低功耗的要求，低功耗和高增益需要大的电阻值，会占用过多的芯片面积。
发明人：张浩;李烨
联系方式：0755-86392458
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一种信号采集装置，其特征在于，所述信号采集装置包括上述的前置放大器。上述的前置放大器和信号采集装置，采集的微弱信号如生理信号先通过前置放大器的第一斩波模块把噪声调制到高频，避免放大低频噪声，经高通滤波模块后消除直流失调电压，最后被放大模块的开环增益放大，正反馈回路增强了输入阻抗，减小微弱信号源内阻造成的失真 和误差，也减少了电极失配对共模抑制比的影响，有效降低了芯片的体积。
技术合作
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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。
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