[发明专利]一种集成的全差分放大器

说明书

技术领域

本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种集成高通滤波的全差分型放大器。

背景技术

移动健康，个人便携式监护医疗是我国以后医疗卫生体系中的重要组成部分之一。能够连续长时间的监护个人，能够及时地发现被监护人的突发病情或不正常生理状况，将是以后医疗卫生服务发展的重要需求之一。这种应用的实时性和普适性要求这套新型监护系统需要具备便携化，小型化，集成化，低功耗的特点。

在采集一些人体微弱的小信号时，这些信号经常耦合着不同的直流压差，例如在采集人体心电信号或者脑电信号时，输入信号耦合着较大电极极化压差，最大可达±300mV。在有限的电源电压下，这个直流压差将直接限制放大电路的放大倍数，降低放大器的信噪比。

目前人体一些微弱信号的采集，例如人体心电信号，脑电信号，主要还是采用传统的仪表放大结构，通过搭建板级电路实现，占用较大的面积，如目前市场上所有主流的医疗设备中，都采用这种方式；近年来出现将该仪表放大结构进行芯片集成化，提高电路的集成化，如亚德诺半导体公司(ADI)推出的AD8232芯片；或者采用带有高通滤波功能的差分放大电路，其中高通滤波功能采用传统的电阻电容结构实现。

在目前的现有技术中存在以下的缺陷：

(1)目前主流的技术是采用传统的仪表放大结构，通过离散元器件搭建，消耗较大的面积和功耗；

(2)已有的少数芯片，如亚德诺半导体(ADI)的AD8232，实现仪表放大结构的芯片集成化，但由于极化电压的限制，信号放大增益很小，电路信噪比较低；

(3)采用带有高通滤波功能的全差分放大电路，其中高通滤波功能由传统的电阻电容结构实现，可去除对放大增益的限制；但在采集低频率的生理小信号时，要实现极低的截止频率需要很大的电阻或者电容，很难实现全片内集成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成的全差分型放大器，旨在解决采集低频率小信号时由于极化压差而导致放大电路的放大倍数受限的问题。

本发明是这样实现的，一种集成的全差分放大器，该全差分放大器包括第一滤波模块、第二滤波模块、比例放大模块，所述第一滤波模块的输出端连接所述比例放大模块的输入端，所述第二滤波模块的输出端连接所述比例放模块的输入端；所述第一滤波模块、第二滤波模块的结构相同，其包括小电流偏置电路及滤波电路，所述小电流偏置电路的输出端连接所述滤波电路的输入端。

本发明的进一步技术方案是：所述小电流偏置电路包括电流源Ibg、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3及MOS管MC4，所述电流源Ibg一端分别连接所述MOS管M1的漏极、栅极及MOS管M2的栅极，所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3及MOS管M4的源极相连，所述MOS管M3的栅极、漏极及MOS管M4的栅极分别连接所述MOS管MC4的漏极，所述MOS管MC4的源极连接所述MOS管MC3的漏极，所述MOS管MC4的栅极分别连接所述MOS管MC3的栅极及MOS管MC2的栅极，所述MOS管MC2的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极，所述MOS管MC1的栅极、漏极分别连接所述MOS管M2的漏极，所述MOS管MC1、MOS管MC2及MOS管MC3的源极接地，所述电流源Ibg的另一端接地。

本发明的进一步技术方案是：所述滤波电路包括MOS管MA、MOS管MB及电容C2，所述MOS管MA的栅极及MOS管MB的栅极、漏极分别连接所述MOS管M4的漏极，所述MOS管MA的源极与MOS管MB的源极相连，所述电容C2与所述MOS管MA的漏极至源极并联。

本发明的进一步技术方案是：所述比例放大模块包括双端输入双端输出的全差分放大器OTA、两个电容C1、两个电容C2，所述全差分放大器OTA的正输入端连接其中一个所述电容C1的一端，其中一个所述电容C2与所述全差分放大器OTA的正输入端至负输出端并联，所述全差分放大器OTA的负输入端连接其中另一个电容C1的一端，其中另一个所述电容C2与所述全差分放大器OTA的负输入端至正输出端并联，所述全差分放大器OTA与四个电容构成电容比例放大电路实现增益Av的放大；所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管MC1、MOS管MC2、MOS管MC3、MOS管MC4、MOS管MA及MOS管MB均采用P-MOS。