[发明专利]用于压阻传感器的信号调理电路结构及方法

说明书

一种用于压阻传感器的信号调理电路结构及方法，电路结构包括：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。信号转换电路用于将压阻传感器传感得到的电阻信号转换为电压信号。第一差分运算电路用于处理电压信号，使得其变为单端信号后输出。阻抗变换电路用于对单端信号和由于压阻传感器穿戴于皮肤表面时由皮肤产生的干扰电信号进行阻抗变换，以与后端电路匹配。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。滤波电路用于滤除高频噪声信号，并使输出的信号位于预设频率范围内。经驱动放大电路处理后的信号满足后端电路的输入电平和信号幅值要求。

技术领域

本公开属于生物电信号处理技术领域，涉及一种用于压阻传感器的信号调理电路结构及方法。

背景技术

在生物电信号测量和处理技术领域，压阻传感器被广泛使用。一般可穿戴领域中的压阻传感器主要测量变化较为缓慢的压力信号，范围基本上在100Hz以下。

在一些脉搏和心率测量方面，压阻传感器电阻的变化需要处理成电信号进行输出，同时要求噪声系数小。由于脉搏和心率等生物电信号幅度较低，同时要求输出信号能够清楚的反映出测试人员的脉搏或者心率信息。所以要避免生物电信号淹没在噪声里面，同时能够放大信号，以便对输出的脉搏或者心率信号可以在后续流程进行波形绘制，所以信号处理电路显得尤为关键。

目前的信号调理电路需要进一步提升其信号处理性能，包括噪声抑制、信号质量的提升、与后端数据采集电路的要求适配等。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种用于压阻传感器的信号调理电路结构及方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

本公开的一个方面提供了一种用于压阻传感器的信号调理电路结构。上述电路结构包括：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。上述信号转换电路用于将上述压阻传感器传感得到的电阻信号转换为电压信号。上述第一差分运算电路用于对上述电压信号进行差分运算，使得上述电压信号变为单端信号后输出。上述阻抗变换电路包括：两个输入端和对应的两个输出端，其中一个输入端与上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上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。上述阻抗变换电路用于对上述单端信号和上述干扰电信号进行阻抗变换，以与后端电路匹配。上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，以降低上述干扰电信号的影响。上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。上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，使得经上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。

根据本公开的实施例，上述信号调理电路结构还包括：保护电路，上述保护电路的输入端与上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。