[发明专利]用于压阻传感器的信号调理电路结构及方法

权利要求书

1.一种用于压阻传感器的信号调理电路结构，其特征在于，包括：

依次连接的信号转换电路、第一差分运算电路、阻抗变换电路、第二差分运算电路、滤波电路和驱动放大电路；

所述信号转换电路用于将所述压阻传感器传感得到的电阻信号转换为电压信号，其中，所述信号转换电路包括：电桥结构，包含四个电阻支臂和四个节点，其中两个相对设置的第一节点用于输入电源电压，电源电压包括：Vcc端和Vss端，另外两个相对设置的第二节点用于输出电压信号；所述四个电阻支臂中的一个电阻支臂包括两个电阻输入端，所述两个电阻输入端用于与所述压阻传感器的两个输出端连接，以在所述两个电阻输入端之间形成一虚设电阻，所述虚设电阻的阻值与所述压阻传感器的电阻信号相关；所述四个电阻支臂中的另外三个电阻支臂中分别设置有电阻R₁、R₂、R₃，其中电阻R₁和电阻R₃、虚设电阻和电阻R₂分别串联连接于两个第一节点之间；以及调节平衡结构，与所述电桥结构连接，用于调节所述电桥结构的平衡状态，所述调节平衡结构包括：一电位器，设置于两个第一节点之间；以及一补偿电阻，所述补偿电阻的一端与所述电位器的滑动端连接，所述补偿电阻的另一端与所述两个第二节点中连接有虚设电阻的第二节点连接；

所述第一差分运算电路用于对所述电压信号进行差分运算，使得所述电压信号变为单端信号后输出；

所述阻抗变换电路包括：两个输入端和对应的两个输出端，其中一个输入端与所述第一差分运算电路的输出端连接，另一个输入端用于输入由于所述压阻传感器穿戴于皮肤表面时由皮肤产生的干扰电信号，所述阻抗变换电路用于对所述单端信号和所述干扰电信号进行阻抗变换，以与后端电路匹配；

所述第二差分运算电路用于对阻抗变换后的单端信号和干扰电信号进行差分运算，以降低所述干扰电信号的影响；

所述滤波电路用于滤除高频噪声信号，并使得输出的信号位于预设频率范围内；

所述驱动放大电路用于进行输入信号的放大并且提供电平偏移，使得经所述驱动放大电路处理后的输出信号满足后端电路的输入电平和信号幅值要求。

2.根据权利要求1所述的信号调理电路结构，其特征在于，还包括：

保护电路，所述保护电路的输入端与所述驱动放大电路的输出端连接，用于限制输出电压处于后端电路所能承受的阈值电压内，以保护后端电路。

3.根据权利要求1所述的信号调理电路结构，其特征在于，所述第一差分运算电路包括：

第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端与所述两个第二节点中连接有虚设电阻的第二节点连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述两个第二节点中另一第二节点连接；

电阻R₄，连接于所述连接有虚设电阻的第二节点与所述第一运算放大器的同相输入端之间；

电阻R₅，连接于所述另一第二节点与所述第一运算放大器的同相输入端之间；

反馈电阻R₆，连接于所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一运算放大器的输出端之间；以及

电阻R₇，所述电阻R₇的一端连接于所述第一运算放大器的反相输入端，所述电阻R₇的另一端连接所述电源电压的Vss端。

4.根据权利要求1所述的信号调理电路结构，其特征在于，所述阻抗变换电路包括：

第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第一差分运算电路的输出端连接，所述第二运算放大器的反相输入端通过一电阻R₈连接至所述第二运算放大器的输出端；以及

第三运算放大器，所述第三运算放大器的同相输入端用于输入所述干扰电信号，所述第三运算放大器的反相输入端通过一电阻R₉连接至所述第三运算放大器的输出端。