低噪聲專(zhuān)用儀表放大器的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)隨著全球人口增長(zhǎng)和人口老化速度的加快以及人們健康意識(shí)的逐步增強(qiáng)，醫(yī)療電子設(shè)備的增長(zhǎng)速度每年都超過(guò)10％，而低功耗、高精度的模擬器件成為推動(dòng)醫(yī)療電子發(fā)展的關(guān)鍵部分。低噪聲儀表放大器是微弱生物電信號(hào)提取和放大的關(guān)鍵模塊，這使得低噪聲儀表放大器的研究成為一個(gè)重要課題。本文的主要目的是研究并采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)一種低噪聲的儀表放大器專(zhuān)用集成電路模塊，該模塊用于模擬前端的設(shè)計(jì)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(hào)而抑

2、制任何共模信號(hào)，并將差分輸入轉(zhuǎn)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(hào)提取和放大中最重要指標(biāo)。本文研究了幾種常用儀表放大器的電路結(jié)構(gòu)，三運(yùn)放結(jié)構(gòu)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(hào)的提取和放大中明顯沒(méi)有專(zhuān)用低噪聲儀表放大器有優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)用低噪聲儀表放大器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，不采用激光調(diào)阻即可實(shí)現(xiàn)比較高的的共模抑制比，而且噪聲比較低。 針對(duì)微弱信號(hào)提取和放大這一具體應(yīng)用，本文設(shè)計(jì)了專(zhuān)用低噪聲儀表放大器，在這個(gè)電

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