[发明专利]一种电流型信号检测模拟前端电路

权利要求书

1.一种电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，该电路包括带隙基准源(10)、电流镜(11)、缓冲器(12)、跨阻放大器(13)以及逐次逼近模数转换器(14)；其中：

所述带隙基准源(10)用于产生电流镜(11)所需的10μA电流，并提供300mV的偏置电压；

所述电流镜(11)将300mV偏置电压镜像加载到与该电路连接的磁敏生物传感器阵列上，将磁敏生物传感器阵列上的等效电阻变化转换为电流变化，并为检测电流提供输出通路；

所述缓冲器(12)用于降低电流镜(11)、跨阻放大器(13)和逐次逼近模数转换器(14)的电路抖动对300mV偏置电压的影响；

所述跨阻放大器(13)将检测电流转换为电压，并放大至逐次逼近模数转换器(14)的最大输入摆幅范围；

所述逐次逼近模数转换器(14)将检测电压转换为数字码，输出至数字处理器(DSP)进行信息处理，完成检测。

2.根据权利要求1所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，所述带隙基准源(10)用于产生电流镜所需的10μA电流，并提供300mV的偏置电压。

3.根据权利要求1所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，所述电流镜(11)包括两个PMOS管和两个NMOS管，第一PMOS管(PM0)和第一NMOS管(NM0)接成二极管连接形式，与第一PMOS管(PM1)和第二NMOS管(NM1)构成电流镜电路，将带隙基准源(10)产生的10μA电流和300mV偏置电压加载至与该电路连接的磁敏生物传感器阵列，将磁敏生物传感器阵列上的等效电阻变化转换为电流变化。

4.根据权利要求1所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，所述缓冲器(12)用于对带隙基准源(10)输出300mV电压与后级电路进行隔离保护，减小电流镜(11)、跨阻放大器(13)和逐次逼近模数转换器(14)的电路噪声和负载变化对输出电压值的影响。

5.根据权利要求4所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，所述缓冲器(12)采用单级折叠共源共栅运放结构，其中输入级PMOS管(M0)为电流源，第一PMOS管(M1)和第一PMOS管(M2)为输入管，第一级运放结构包括四个PMOS管(M3、M4、M5和M6)以及四个NMOS管(M7、M8、M9和M10)。

6.根据权利要求1所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，所述跨阻放大器(13)采用两级密勒补偿的运算放大器结构以及反馈增益电阻(R1)构成，其中反馈增益电阻(R1)的电阻值为100K。

7.根据权利要求1所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，所述跨阻放大器(13)将磁敏生物传感器阵列的输出检测电流转换为电压，并放大至后级模数转换器的最大输入摆幅范围；同时自身的输入共模电压也作为后级逐次逼近模数转换器的输入共模电压。

8.根据权利要求1所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，所述逐次逼近模数转换器(14)将跨阻放大器(13)输出模拟电压转换为数字码输出，输出至数字处理器(DSP)进行信息处理，完成检测。

9.根据权利要求1所述的电流型信号检测模拟前端电路，其特征在于，该电路采用单芯片全集成及电流检测的方式实现。