[发明专利]一种集成的微弱电信号滤波放大电路

说明书

本发明公开了一种集成的微弱电信号滤波放大电路，包括：耦合电容电路、第一斩波切换开关电路、运算放大器电路、第二斩波切换开关电路、滤波电路、第一直流反馈电路、第二直流反馈电路、第一反馈电容阵列电路、第二反馈电容阵列电路；本发明电路能够有效消除电极的直流失调而不引起目标信号的失真，并能够一定程度地抑制运动伪差，本发明电路同时具有可配置的高通截止频率、可调节的放大倍数和较低的电路噪声，进而提升整个信号采集系统集成度和精度。

技术领域

本发明涉及传感技术和集成电路技术领域，尤其涉及一种集成的微弱电信号滤波放大电路。

背景技术

近年来，传感技术的快速发展为人类对自身生理信号的关注创造了有利条件。心电、脑电、肌电和血压等生理信号的精确采集，使得医学的研究和诊断拥有了有效的信息支撑，促进了现代医学的发展。另外脑电信号的获取和分析，还可以实现一系列的脑控系统和产品，广泛应用于军事、宇航、工业及娱乐等领域。

心电、脑电和肌电等生理信号本质上都属于微弱的生物电信号，这些信号的幅度一般在几十uV至几mV之间，覆盖千分之几Hz至几千Hz的频率范围。通常，生物电信号通过两个电极探头连接到人体的两个不同接触点进行侦测，获取两电极之间的电压信号差值进行处理分析。然而，由于电极具有电化学效应，使得电极自身会引入高达几百mV的直流电压失调，这种失调电压足以把采集到的有效信号覆盖。同时由于采集对象处于微动过程，例如呼吸的收缩活动或者机体自身的移动，这些由于人体产生的运动伪差常常使采集电路信号基线有较大的漂移，严重的电极失调电压和运动伪差有可能导致信号采集信道放大电路发生饱和而引起失真。因此，在生物电信号放大处理过程中，需要通过高通滤波把电极引入的失调电压消除掉并尽可能地抑制运动伪差带来的影响，同时具有一定的放大能力来提升信号传感采集的信噪比。在高通滤波处理的情况下，要求保留生物电信号的低频分量，高通滤波往往需要实现非常低的截止频率。

不同的生物电信号，所关注的频率成分往往不一样。滤波频率可配置能够满足不同的应用需求。另外，生物电信号的幅度，跟电极的类型和采集环境都有很大的相关度，所以要求放大倍数能够灵活调节。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种集成的微弱电信号滤波放大电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种集成的微弱电信号滤波放大电路，包括：耦合电容电路、第一斩波切换开关电路、运算放大器电路、第二斩波切换开关电路、滤波电路、第一直流反馈电路、第二直流反馈电路、第一反馈电容阵列电路、第二反馈电容阵列电路，其中，

所述耦合电容电路输入端分别跟探头的正电极VINP和探头的负电极VINN连接；所述耦合电容电路的第一输出端和第二输出端分别与所述第一斩波切换开关电路的第一输入端和第二输入端连接；所述第一斩波切换开关电路的第一输出端和第二输出端分别与所述运算放大器电路的正相输入端和负相输入端连接，所述运算放大器电路的负相输出端和正相输出端分别与所述第二斩波切换开关电路的第一输入端和第二输入端连接；所述第二斩波切换开关电路的第一输出端和第二输出端分别与所述滤波电路的第一输入端和第二输入端连接；所述滤波电路的第一输出端作为所述集成的微弱电信号滤波放大电路的负输出端VOUTN，所述滤波电路的第二输出端作为所述集成的微弱电信号滤波放大电路的正输出端VOUTP；

所述第一直流反馈电路与所述第一反馈电容阵列电路并联连接后一并联端连接至所述耦合电容电路的第一输出端与所述第一斩波切换开关电路的第一输入端的连接节点A，另一并联端连接至所述第二斩波切换开关电路的第一输出端与所述滤波电路的第一输入端的连接节点C；

所述第二直流反馈电路与所述第二反馈电容阵列电路并联连接后一并联端连接至所述耦合电容电路的第二输出端与所述第一斩波切换开关电路的第二输入端的连接节点B，另一并联端连接至所述第二斩波切换开关电路的第二输出端与所述滤波电路的第二输入端的连接节点D；