[发明专利]转换电路、心跳电流信号转换装置及方法、心跳检测系统

说明书

本发明属于集成电路领域，公开了心跳电流信号转换装置，包括转换器，用于将调制光信号转换为电流信号后传输出去；混频器，用于将电流信号中的心跳电流信号和背景光电流信号进行变频，然后将电流信号中的调制光电流信号、变频后的心跳电流信号和背景光电流信号传输出去；全差分积分器用于将输入的调制光电流信号、变频后的心跳电流信号和变频后的背景光电流信号分别进行正积分和反积分，然后输出电压信号。本发明实施例提供的全差分积分器能够提高心跳电流信号转换装置对共模噪声的抑制、线性度、输出动态范围。而且，由于心跳电流信号转换装置环路始终形成闭环，因此对下级电路可以直接输出，省去输出缓冲电路，从而降低功耗。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，尤其涉及一种转换电路、心跳电流信号转换装置及转换方法、心跳检测系统。

背景技术

在光电式心跳检测系统中，转换电路是核心部分之一，它的作用是将调制在时钟频率上的心跳电流信号下变频到零频，然后再通过跨阻放大器将心跳电流信号转换成电压信号，之后送给后续电路进行处理。因此转换电路的功耗、噪声、线性度、输出动态范围等性能好坏严重制约了整个心跳检测系统的性能。目前的转换电路一般有单端和先混频再积分两种形式。

若采用单端形式的转换电路结构，通常需要先把调制在时钟频率上的心跳电流信号转换成电压信号，然后再将电压信号下变频至零频。由于心跳电流信号非常小，因此为了得到合适大小的电压信号需要跨阻放大器能提供一个非常大的跨阻，从而增加了转换电路的噪声。而且使用单端形式，共模噪声干扰将影响跨阻放大器的输出，也进一步增加了转换电的噪声。

若采用先混频再积分的转换电路结构，虽然解决了因为大跨阻带来的噪声和共模噪声干扰问题，但是由于电路偏置电压导致其工作动态范围较小，特别在深亚微米工艺下，这个问题将更明显。而且转换电路带宽随信号变化而变化，再加上寄生电容的影响，因此其线性度较低。

因此，现有的心跳电流信号转换电路存在大跨阻带来的噪声、共模噪声干扰、工作动态范围小、线性度差等诸多问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种转换电路、心跳电流信号转换装置及转换方法、心跳检测系统，用于解决现有心跳电流信号转换电路存在大跨阻带来的噪声、共模噪声干扰、工作动态范围小、线性度差的问题。

本发明第一方面提供一种转换电路，包括全差分积分器和混频器；

所述混频器，用于将输入的电流信号进行变频，然后将得到的变频电流信号输出至所述全差分积分器；

所述全差分积分器，用于对输入的所述变频电流信号进行积分，将积分后的所述变频电流信号进行转换后，输出电压信号。

本发明第二方面提供一种心跳电流信号转换装置，包括如上所述的转换电路和转换器；

所述转换器，用于将调制光信号转换为电流信号后传输至所述混频器；所述调制光信号包含有调制的心跳光信号；

所述混频器，用于将电流信号中的心跳电流信号变频至零频，将电流信号中的背景光电流信号变频至时钟频率，然后将电流信号中的调制光电流信号、变频后的心跳电流信号和变频后的背景光电流信号传输至所述全差分积分器；

所述全差分积分器，用于将输入的所述调制光电流信号、所述变频后的心跳电流信号和所述变频后的背景光电流信号交替进行正积分和反积分，然后进行转换后输出调制光电压信号和心跳电压信号。

本发明第三方面提供一种心跳电流信号转换方法，包括：

接收调制光信号，然后将所述调制光信号转换为电流信号；所述调制光信号包含有调制的心跳光信号；所述电流信号包括调制光电流信号、心跳电流信号和背景光电流信号；

将所述心跳电流信号变频至零频，将所述背景光电流信号变频至时钟频率；