低噪聲專用儀表放大器的設計.pdf

1、近年來隨著全球人口增長和人口老化速度的加快以及人們健康意識的逐步增強，醫(yī)療電子設備的增長速度每年都超過10％，而低功耗、高精度的模擬器件成為推動醫(yī)療電子發(fā)展的關鍵部分。低噪聲儀表放大器是微弱生物電信號提取和放大的關鍵模塊，這使得低噪聲儀表放大器的研究成為一個重要課題。本文的主要目的是研究并采用CMOS工藝實現(xiàn)一種低噪聲的儀表放大器專用集成電路模塊，該模塊用于模擬前端的設計中。 儀表放大器是一種能精確放大兩輸入端之間的差模信號而抑

2、制任何共模信號，并將差分輸入轉換為單端輸出的放大器。低噪聲是儀表放大器在微弱生物電信號提取和放大中最重要指標。本文研究了幾種常用儀表放大器的電路結構，三運放結構的儀表放大器和電流模式的儀表放大器在微弱生物電信號的提取和放大中明顯沒有專用低噪聲儀表放大器有優(yōu)勢，專用低噪聲儀表放大器不僅結構簡潔，不采用激光調阻即可實現(xiàn)比較高的的共模抑制比，而且噪聲比較低。 針對微弱信號提取和放大這一具體應用，本文設計了專用低噪聲儀表放大器，在這個電

3、路中主要進行了如下研究： 1.研究了降低噪聲的主要技術，包括斬波穩(wěn)定技術和自動調零技術，并最終選擇斬波穩(wěn)定技術作為電路降低噪聲的主要技術，電路包括調制解調器、前端放大器、帶通濾波器、低通濾波器、振蕩器和偏置電路幾個模塊。 2.針對斬波穩(wěn)定技術中調制解調器的非理想特性引入殘余失調，采用二階帶通濾波器減小殘余失調。 3.為了提高儀表放大器的輸入共模范圍，調制解調器和前端放大器都采用rail-to-rail的輸入方式。