[发明专利]一种应用于微弱信号读取的高效纹波抑制电路

说明书

本发明公开了一种应用于微弱信号读取的高效纹波抑制电路，包括：纹波电压粗略提取模块，用于将两级模拟前端放大器输出信号中斩波频率附近的纹波分量进行粗略提取，并隔绝低频待读取信号；纹波电压精细提取模块，用于将斩波频率附近的纹波分量进行精细提取，提取待读取信号以外斩波频率附近的纹波分量和高频干扰；电压电流转化模块，用于将纹波分量和高频干扰转化为补偿电流；纹波抑制电路斩波模块，用于将电压电流转化模块输出的补偿电流调制至低频段。本发明的纹波抑制电路不包括输入斩波开关和积分器，减少了无源元件，节省了芯片面积，并且采用电路共用技术，降低了电路的复杂度、节省了功耗，适用于可穿戴应用等低功耗场景。

技术领域

本发明属于信号检测技术领域，具体涉及一种应用于微弱信号读取的高效纹波抑制电路。

背景技术

随着现代电子技术的发展和数字信号处理算法的日益强大，许多类型的信号处理已经转移到数字领域。但是自然界产生的微弱信号经过传感器的电学化处理，本质上是极其微弱的模拟量，大多数情况下都不能用ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)直接数字化，且这些信号常常受到放大器输入失调电压和内部MOS晶体管1/f噪声的干扰，故高性能模拟前端放大器的设计是极具挑战性的工程课题。

斩波调制是一种常见的消除输入失调电压和1/f噪声等低频干扰的方法，在斩波调制作用下，放大器的输入失调电压和1/f噪声等低频干扰被调制到斩波频率，该高频失调噪声受到运放的有限增益带宽影响，在放大器输出引入纹波。这种纹波会严重干扰信号，为后级电路带来采样误差等，严重时纹波会导致斩波放大器输出饱和或影响仪表放大器闭环稳定性，故研究低功耗、结构简单、性能优的纹波抑制电路对微弱信号读取具有重要现实意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种应用于微弱信号读取的高效纹波抑制电路。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种应用于微弱信号读取的高效纹波抑制电路，包括：

纹波电压粗略提取模块，用于将两级模拟前端放大器输出信号中斩波频率附近的纹波分量进行粗略提取，并隔绝低频待读取信号；

纹波电压精细提取模块，用于将所述两级模拟前端放大器输出信号中斩波频率附近的纹波分量进行精细提取，提取所述低频待读取信号以外斩波频率附近的纹波分量和高频干扰；

电压电流转化模块，用于将所述纹波电压精细提取模块提取的斩波频率附近的纹波分量和所述高频干扰转化为补偿电流；

纹波抑制电路斩波模块，用于将所述电压电流转化模块输出的补偿电流调制至低频段，以消除输出纹波。

在本发明的一个实施例中，所述纹波电压粗略提取模块包括第一隔直通交电容C_s1和第二隔直通交电容C_s2，其中，

所述第一隔直通交电容C_s1的第一端连接两级模拟前端放大器中的第二级全差分放大器Gmo的反相输出端，第二端连接所述纹波电压精细提取模块；所述第二隔直通交电容C_s2的第一端连接所述第二级全差分放大器Gmo的同相输出端，第二端连接所述纹波电压精细提取模块。

在本发明的一个实施例中，所述纹波电压精细提取模块包括主提取全差分运算放大器Gm1和反馈跨导电容型滤波器Gm2，其中，