[发明专利]一种高信噪比微弱信号的采集电路

说明书

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。