本實(shí)用新型歸屬于微電子學(xué)和醫(yī)學(xué)電子學(xué)等領(lǐng)域，涉及到半導(dǎo)體集成電路與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容的一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路。

背景技術(shù)：

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，微電子技術(shù)，現(xiàn)代傳感技術(shù)，射頻與無線通訊技術(shù)和微處理智能技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用，醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)設(shè)備向著微型化，無線化，集成化和智能化方向發(fā)展，開始實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地為個(gè)人提供健康服務(wù)，如老年病與慢性病的監(jiān)護(hù)，居家養(yǎng)老，運(yùn)動(dòng)健康跟蹤和遠(yuǎn)程診療等。

然而研究可定位人體生命體征感知系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其相關(guān)理論，研究包括體溫，脈搏，血氧飽和度等生理信息的人體生命體征傳感器集成技術(shù)都需要對微小信號進(jìn)行放大處理，以便進(jìn)行下一步的后續(xù)濾波，二次放大和數(shù)據(jù)分析和計(jì)算提供基礎(chǔ)信號源。

本實(shí)用新型通過提供一種用于對傳感器接收到的微弱小信號進(jìn)行放大的脈搏信號處理芯片的前置放大電路，以解決上述問題所存在的技術(shù)不足，滿足市場需求，為可定位人體生命體征感知系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其相關(guān)理論提供信號放大的技術(shù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于對傳感器接收到的微弱小信號進(jìn)行放大的脈搏信號處理芯片的前置放大電路，對微小信號進(jìn)行放大處理，以便進(jìn)行下一步的后續(xù)濾波，二次放大和為數(shù)據(jù)分析和計(jì)算提供基礎(chǔ)信號源，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型涉及的用于脈搏信號處理芯片的前置放大電路，其特征在于包括第一差分放大器A1，第二差分放大器A2，第三差分放大器A3，第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第四電阻R4，第五電阻R5，第六電阻R6，以及可變電阻Rw，其中三個(gè)放大器的電源端都連接VDD和GND，第一差分放大器A1的輸入端正極連接輸入級VP，負(fù)極連接第一電阻R1和可變電阻Rw的連接端，第一差分放大器A1的輸出端連接第一電阻R1和第三電阻R3的連接端；第二差分放大器A2的輸入端正極連接輸入級VN，負(fù)極連接可變電阻Rw的另一連接端，第二差分放大器A2的輸出端連接第二電阻R2和第四電阻R4的連接端；第三差分放大器A3的輸入端正極連接第三電阻R3和第五電阻R5的連接端，第五電阻R5另一端連接第三差分放大器A3的輸出端，第三差分放大器A3的輸入端負(fù)極連接第四電阻R4和第六電阻R6的連接端，第六電阻R6另一端連接GND；其中，VDD表示模擬電源，為整體電路提供電源，GND為模擬接地，為整體電路提供標(biāo)準(zhǔn)地，VP為輸入信號的正極端，VN為輸入信號的負(fù)極端，Vout為輸出信號端。

上述的具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的差分放大器A1和A2，其結(jié)構(gòu)包括六個(gè)PMOS管M1，M2，M5，M7，M8，M9和八個(gè)NMOS管M3，M4，M6，M10，M11，M12，M13，M14，其中兩個(gè)NMOS管M3和M4的源極分別連接到GND，其柵極互相連接并連接到NMOS管M3的漏極，其漏極分別連接PMOS管M1和M2的漏極，NMOS管M4的漏極連接NMOS管M14的源極和NMOS管M6的柵極，PMOS管M1和M2的柵極分別連接輸入端VP和VN，其源極互相連接并連接到PMOS管M5的漏極，M5的源極連接VDD，柵極連接PMOS管M7，M8和M9的柵極，并與PMOS管M8的漏極連接，PMOS管M8和M9的源極分別連接到VDD，其漏極分別連接NMOS管M10和M11的漏極，M10和M11的柵極互相連接并連接到NMOS管M11的漏極，且M11的漏極與NMOS管M14的柵極連接，其源極分別連接NMOS管M12和M13的漏極，M12和M13的柵極互相連接并連接到NMOS管M13的漏極，M13的源極連接到GND，M12的源極連接電阻R的一端，R的另一端與GND連接，PMOS管M7的源極與VCC連接，漏極與電容Cc的一端連接，輸出端Vout和NMOS管M6的漏極連接，電容Cc的另一端連接NMOS管M14的漏極，NMOS管M6的源極連接到GND。

具有一個(gè)高增益的雙端輸入單端輸出的放大器A3，其結(jié)構(gòu)包括十個(gè)PMOS管P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10和六個(gè)NMOS管N1，N2，N3，N4，N5，N6，其中兩個(gè)NMOS管N1和N2的源極分別連接到GND，其柵極互相連接且連接到NMOS管N1的漏極，再連接到PMOS管P3的漏極，NMOS管N2的漏極連接到輸出端Vout，再連接到PMOS管P4的漏極，PMOS管P3和P4的柵極互相連接且連接到PMOS管P4的漏極和PMOS管P7和P8的柵極，PMOS管P3和P4的源極互相連接且連接到PMOS管P5的漏極和PMOS管P7的源極，PMOS管P3和P4的柵極分別連接輸入端VP和VN，PMOS管P5，P6，P9和P10的源極分別連接VDD，且PMOS管P5，P6，P9和P10的柵極互相連接且連接PMOS管P9的漏極，PMOS管P6的漏極連接NMOS管N4的漏極，NMOS管N3和N4的柵極互相連接且連接到NMOS管N4的漏極，NMOS管N3和N4的源極分別連接GND，NMOS管N3的漏極連接PMOS管P8的漏極，PMOS管P8的源極連接PMOS管P7的漏極，PMOS管P9和P10的漏極分別連接NMOS管N5和N6的漏極，NMOS管N5和N6的柵極相互連接且連接到NMOS管N6的漏極，NMOS管N5和N6的源極分別連接電阻R的一端和GND，電阻R的另一端連接GND。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)：1.低噪聲高共模抑制比；2.運(yùn)放增益大，增益可調(diào)，可通過調(diào)節(jié)Rw的阻值進(jìn)而調(diào)節(jié)增益；3.適用性廣，可用于放大人體生命體征的微小信號，如脈搏信號和心電信號。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所涉及的一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路的基本結(jié)構(gòu)電路圖；

圖2是本實(shí)用新型所涉及的一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路的前置緩沖級差分放大器A1和A2的電路圖；

圖3是一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路的差分放大器A3的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明

一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路如圖1所示，包括第一差分放大器A1，第二差分放大器A2，第三差分放大器A3，第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第四電阻R4，第五電阻R5，第六電阻R6，以及可變電阻Rw，其中三個(gè)放大器的電源端都連接VDD和GND，第一差分放大器A1的輸入端正極連接輸入級VP，負(fù)極連接第一電阻R1和可變電阻Rw的連接端，第一差分放大器A1的輸出端連接第一電阻R1和第三電阻R3的連接端；第二差分放大器A2的輸入端正極連接輸入級VN，負(fù)極連接可變電阻Rw的另一連接端，第二差分放大器A2的輸出端連接第二電阻R2和第四電阻R4的連接端；第三差分放大器A3的輸入端正極連接第三電阻R3和第五電阻R5的連接端，第五電阻R5另一端連接第三差分放大器A3的輸出端，第三差分放大器A3的輸入端負(fù)極連接第四電阻R4和第六電阻R6的連接端，第六電阻R6另一端連接GND；其中，VDD表示模擬電源，為整體電路提供電源；GND為模擬接地，為整體電路提供標(biāo)準(zhǔn)地；VP為輸入信號的正極端；VN為輸入信號的負(fù)極端；Vout為輸出信號端。

一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的差分放大器A1和A2如圖2所示，其結(jié)構(gòu)包括六個(gè)PMOS管M1，M2，M5，M7，M8，M9和八個(gè)NMOS管M3，M4，M6，M10，M11，M12，M13，M14，其中兩個(gè)NMOS管M3和M4的源極分別連接到GND，其柵極互相連接并連接到NMOS管M3的漏極，其漏極分別連接PMOS管M1和M2的漏極，NMOS管M4的漏極連接NMOS管M14的源極和NMOS管M6的柵極，PMOS管M1和M2的柵極分別連接輸入端VP和VN，其源極互相連接并連接到PMOS管M5的漏極，M5的源極連接VDD，柵極連接PMOS管M7，M8和M9的柵極，并與PMOS管M8的漏極連接，PMOS管M8和M9的源極分別連接到VDD，其漏極分別連接NMOS管M10和M11的漏極，M10和M11的柵極互相連接并連接到NMOS管M11的漏極，且M11的漏極與NMOS管M14的柵極連接，其源極分別連接NMOS管M12和M13的漏極，M12和M13的柵極互相連接并連接到NMOS管M13的漏極，M13的源極連接到GND，M12的源極連接電阻R的一端，R的另一端與GND連接，PMOS管M7的源極與VCC連接，漏極與電容Cc的一端連接，輸出端Vout和NMOS管M6的漏極連接，電容Cc的另一端連接NMOS管M14的漏極，NMOS管M6的源極連接到GND。

一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路具有一個(gè)高增益的雙端輸入單端輸出的放大器A3如圖3所示，其結(jié)構(gòu)包括十個(gè)PMOS管P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10和六個(gè)NMOS管N1，N2，N3，N4，N5，N6，其中兩個(gè)NMOS管N1和N2的源極分別連接到GND，其柵極互相連接且連接到NMOS管N1的漏極，再連接到PMOS管P3的漏極，NMOS管N2的漏極連接到輸出端Vout，再連接到PMOS管P4的漏極，PMOS管P3和P4的柵極互相連接且連接到PMOS管P4的漏極和PMOS管P7和P8的柵極，PMOS管P3和P4的源極互相連接且連接到PMOS管P5的漏極和PMOS管P7的源極，PMOS管P3和P4的柵極分別連接輸入端VP和VN，PMOS管P5，P6，P9和P10的源極分別連接VDD，且PMOS管P5，P6，P9和P10的柵極互相連接且連接PMOS管P9的漏極，PMOS管P6的漏極連接NMOS管N4的漏極，NMOS管N3和N4的柵極互相連接且連接到NMOS管N4的漏極，NMOS管N3和N4的源極分別連接GND，NMOS管N3的漏極連接PMOS管P8的漏極，PMOS管P8的源極連接PMOS管P7的漏極，PMOS管P9和P10的漏極分別連接NMOS管N5和N6的漏極，NMOS管N5和N6的柵極相互連接且連接到NMOS管N6的漏極，NMOS管N5和N6的源極分別連接電阻R的一端和GND，電阻R的另一端連接GND。

所涉及的一種脈搏信號處理芯片的前置放大電路的具體工作過程如下：傳感器接收到的粗糙信號通過VP和VN進(jìn)入到電路中，通過A1和A2運(yùn)算放大器緩沖輸入電壓，對輸入的差模信號進(jìn)行放大，再將信號輸入到A3的輸入端，抑制其共模信號，實(shí)現(xiàn)對脈搏等微小信號的放大。

以上對本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；凡依本實(shí)用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等；均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。