[实用新型]一种适用于人体脉搏信号的模拟前端电路

说明书

本实用新型公开一种适用于人体脉搏信号的模拟前端电路，包括电容C1、C’1、C2、C’2、C_L和C’_L，伪电阻R_pseudo和R’_pseudo，以及跨导放大器。其中伪电阻包括PMOS管M15、M16、M19和M20，以及NMOS管M17、M18和Mc。本实用新型的模拟前端电路能够实现极低的低频截止点，并且减少了芯片整体面积，降低了芯片流片的成本，有利于提高集成度，符合生物医疗便携设备的体积小、功耗低的要求。此外，本实用新型的伪电阻结构，其阻值最大能达到GΩ，与现有的伪电阻结构相比，改善了伪电阻的线性度，提高了集成度，总的谐波失真小于1％。

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计技术领域，具体涉及一种适用于人体脉搏信号的模拟前端电路。

背景技术

随着社会经济和科学技术的快速发展，人们对于自身的身体健康状况也更加重视，生物医疗领域得到了快速发展。此外，微电子技术与生物医学不断结合并创新进步，使之更加便捷化、智能化、高效化。例如，部分智能手机和智能手环等便携设备带有心率监测和血氧测量等功能。不断将医疗保健元素不断的向便捷式电子产品引入，使得对于脉搏、血氧、体温和血压等表征人体健康水平的信息的获取更加简易。

但由于人体脉搏信号存在幅度小、频率低、且易受干扰等特性，故信号的预处理不可或缺。高性能的信号处理电路应具备放大弱幅信号、滤除主信号频率外的无关信号的作用，且能为后续的模数转换提供输入保障。与此同时，信号处理电路设计时应考虑不能引进过多的噪声与失调，且应具有较高的共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR)。

由于人体脉搏信号频率集中在0.5Hz-5Hz，最高不超过40Hz，所以对于人体脉搏信号的模拟前端电路，需要设计极低的低频截止点来去除信号以外的噪声频率。为了达到极低的低频截止点设计要求，当前有以下几种方案实现：1、采用分立器件电阻和电容来达到极低频截止点的设计要求，但是这种方案会增加集成电路的功耗而且不利于集成。2、使用集成电阻和集成电容来达到极低频截止点的设计要求，这种方案虽然能够提高电路的集成性，但是现有的集成电阻最大不超过兆欧姆(MΩ)，集成电容也不超过50pF，此外由于工艺的原因，电阻易受影响，电阻阻值准确度也大大受影响。因此这种方案也远远达不到极低频截止点的设计要求。3、专门设计一个滤波器电路，这种方案虽然能达到极低频截止点设计要求，但是却额外增加了功耗，不符合低功耗的要求。4、采用MOS管伪电阻结构来达到极低频截止点设计要求，但是当前的伪电阻结构存在着线性度差，伪电阻阻值变化波动大。

实用新型内容

本实用新型针对人体脉搏信号幅度小和频率低的问题，提供一种适用于人体脉搏信号的模拟前端电路。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：