一种睡眠监测的模拟前端的制作方法

1.本实用新型涉及睡眠监测领域，特别是一种睡眠监测的模拟前端。


背景技术：

2.压电薄膜传感器拥有独一无二的特性，作为一种动态应变传感器，非常适合应用于睡眠信号监测。 当安装在床垫上与胸部/ 心脏接近的位置时，可以检测心率，以及由于呼吸引起的负荷或重心的微小变化。然后，可以在较长的时间段（例如整夜）内评估这些信号，它们可以呈现睡眠的持续时间、阶段或质量等。
3.压电薄膜传感器输出的电荷量很小，且动态范围很大，另外还可能带有很强成分的共模干扰、工频干扰等。
4.请参见图1，传统的基于压电薄膜传感器的睡眠监测模拟前端一般采用典型的单端电荷放大，然后通过简单的后级固定增益放大及滤波的处理办法，这种模拟前端处理方式容易受到工频及共模信号的干扰，同时强信号注入导致的放大器过载时饱和退出缓慢，且只能适应较小的动态信号输入范围。
5.该传统模拟前端的技术缺点如下：
6.1、抗共模干扰及工频干扰能力差；
7.2、强信号导致的放大器过载时饱和退出缓慢，从而使模拟前端有测量盲区；
8.3、较低的灵敏度及较小的动态信号输入范围；
9.4、不能针对不同的信号分别进行幅度提升及差异化处理。
10.除此之外，请参见图2，另外一类传统的模拟前端采用电压放大器对电荷进行放大，采用这种方式时，压电薄膜传感器本身的电容及传感器连接电缆都会给测量带来很大的误差，同时稳定性及一致性都很难得到保证。
11.该传统模拟前端的技术缺点如下：
12.1、抗共模干扰及工频干扰能力差；
13.2、较低的灵敏度及较小的动态信号输入范围；
14.3、不能针对不同的信号分别进行幅度提升及差异化处理；
15.4、传感器本身的电容及传感器连接电缆会给测量带来很大的误差，从而导致稳定性及一致性都很难得到保证。
16.因此，如何设计一种睡眠监测的模拟前端，能克服现有技术中存在的技术缺点，是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

17.针对现有技术中模拟前端存在的技术缺点，本实用新型提出了一种睡眠监测的模拟前端。
18.本实用新型的技术方案为，提出了一种睡眠监测的模拟前端，其包括：
19.差分电荷放大器电路，其与压电薄膜传感器的输出端连接，用于放大所述压电薄
膜传感器的输入信号，并抑制或抵消共模干扰；
20.滤波器电路，其与所述差分电荷放大器电路的输出端连接，用于进行高频干扰抑制以及工频干扰滤除；
21.自动增益放大器电路，其与所述滤波器电路的输出端连接，用于提高所述模拟前端的灵敏度和动态适应范围；
22.信号分离电路，其与所述自动增益放大器电路的输出端连接，用于提取不同频带的输入信号，并进行幅度提升和滤波处理。
23.进一步，所述差分电荷放大器电路包括：
24.差分电荷放大器，其与所述压电薄膜传感器的输出端连接，用于放大所述压电薄膜传感器的输出信号；
25.减法运算电路，其连接于所述差分电荷放大器的输出端，用于抑制或抵消共模干扰；
26.饱和检测电路，其连接于所述差分电荷放大器的输出端，用于检测所述差分电荷放大器的输出，并判断所述差分电荷放大器是否饱和；
27.快速泄放电路，其分别与所述差分电荷放大器和饱和检测电路连接，用于在所述差分电荷放大器饱和时进行快速泄放。
28.进一步，所述差分电荷放大器包括：电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电容c11、电容c21、放大器u1和放大器u2；
29.所述放大器u1的同相输入端接地、反相输入端串联电阻r14后连接所述压电薄膜传感器的输出正端、输出端作为所述差分电荷放大器的输出正端连接所述减法运算电路，所述放大器u2的同相输入端接地、反相输入端串联所述电阻r24后连接所述压电薄膜传感器的输出负端、输出端作为所述差分电荷放大器的输出负端连接所述减法运算电路，所述电阻r11与电阻r12串联后连接到所述放大器u1的反相输入端与输出端之间，电容c11并联在所述电阻r11与电阻r12两端，所述电阻r21与电阻r22串联后连接到所述放大器u2的反相输入端与输出端之间，所述电容c21并联在所述电阻r21与电阻r22两端，所述电阻r13一端连接在所述电阻r11与电阻r12之间、另一端串联电阻r23后连接在所述电阻r21与电阻r22之间。
30.进一步，所述减法运算电路包括：
31.电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、放大器u8；
32.所述放大器u8的同相输入端串联电阻r5后连接到所述放大器u1的输出端、反相输入端串联电阻r7后连接到所述放大器u2的输出端、输出端与所述滤波器电路连接，所述电阻r6连接在所述放大器u8的同相输入端与输出端之间，所述电阻r8一端与所述放大器u8的反相输入端连接、另一端接地。
33.进一步，所述饱和检测电路包括比较器u3，所述比较器u3的同相输入端与所述差分电荷放大器的输出端连接、反相输入端接入基准信号vref1、输出端与所述快速泄放电路连接；
34.所述快速泄放电路包括比较器u6、模拟开关u7、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c2，所述比较器u6的反相输入端串联电阻r2后与所述饱和检测电路的输出端连接、同相输入端串联电阻r3后接入基准电压vref2、输出端连接到所述模拟开关u7的控制端，所述模拟开关
u7的受控端串联于泄放通道中，所述电容c2一端连接到所述比较器u6的反相输入端、另一端接地，所述电阻r4分别连接到所述比较器u6的同相输入端与输出端。
35.进一步，所述滤波器电路包括用于滤除工频干扰的工频陷波器、以及用于滤除高频干扰的低通滤波器，其中，所述工频滤波器采用双t型陷波器，所述低通滤波器采用压控电源型二阶巴特沃斯低通滤波器。
36.进一步，所述自动增益放大器电路包括连接于所述滤波器电路的输出端的压控增益放大器、与所述压控增益放大器的输出端连接并用于幅度检测的幅度检测电路、以及连接于所述幅度检测电路输出端并用于幅度比较以及调节增益的幅度比较及自动增益反馈调节电路。
37.进一步，所述信号分离电路包括用于提取呼吸率波形的呼吸率波形提取电路、用于提取心率波形的心率波形提取电路、以及设于所述心率波形提取电路的输出端的心率信号幅度提升电路，所述呼吸率波形提取电路与所述心率信号幅度提升电路的输出端与adc连接进行采样。
38.进一步，所述差分电荷放大器电路包括：
39.差分电荷放大器，其与所述压电薄膜传感器的输出端连接，用于放大所述压电薄膜传感器的输出信号；
40.减法运算电路，其连接于所述差分电荷放大器的输出端，用于抑制或抵消共模干扰；
41.饱和泄放开关，其与所述差分电荷放大器连接，用于对所述差分电荷放大器进行饱和泄放；
42.微处理器，其分别与所述差分电荷放大器和饱和泄放开关连接，用于通过adc采样所述差分电荷放大器的输出信号判断是否饱和，并控制所述饱和泄放开关的工作状态。
43.进一步，所述自动增益放大器电路包括连接于滤波器电路的输出端的放大器电路、以及与所述放大器电路连接并用于切换放大器电路输出增益的数字电位器、分别连接所述放大器电路与数字电位器的微处理器，所述微处理器根据所述放大器电路的输出控制所述数字电位器调节放大器电路的输出增益。
44.与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
45.1、差分电荷放大器电路能够提高共模抑制能力，提高抗干扰性能；
46.2、对差分电荷放大器的输出进行饱和检测以及快速泄放，解决传统模拟前端存在测量盲区的问题，避免导致心率和呼吸检测在身体移动发生后长时间内无法监测的问题；
47.3、采用自动增益放大器电路，提高了模拟前端的灵敏度和动态适应范围；
48.4、通过信号分离电路，实现了对不同信号进行预分离，以便针对不同的信号分别进行幅度的提升及差异化的处理，可以实现对灵敏度及动态范围的进一步提升。
附图说明
49.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
50.图1为传统模拟前端框图及连接方式示意图；
51.图2为传统模拟前端另一种实施例下的框图及连接方式示意图；
52.图3为本实用新型模拟前端各模块的连接示意图；
53.图4为差分电荷放大器电路的连接示意图；
54.图5为自动增益放大器电路的连接示意图；
55.图6为信号分离电路的连接示意图；
56.图7为差分电荷放大器的电路图；
57.图8为饱和检测电路、快速泄放电路的连接示意图；
58.图9为减法运算电路的电路图；
59.图10为工频陷波器的电路图；
60.图11为第一低通滤波器的电路图；
61.图12为自动增益放大器电路的电路图；
62.图13为信号分离电路的电路图；
63.图14为本实用新型另一实施例下差分电荷放大器电路的连接示意图；
64.图15为本实用新型又一实施例下自动增益放大器电路的连接示意图。
具体实施方式
65.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
66.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
67.下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。
68.请参见图1及图2，现有技术中模拟前端存在抗共模干扰及工频干扰能力差、灵敏度低及动态信号输入范围小、不能针对不同信号进行幅度提升及差异化处理等问题，本实用新型的思路在于，提出一种睡眠监测的模拟前端，其包括差分电荷放大器电路，能够提高共模抑制能力；饱和检测电路和快速泄放电路，能够对差分电荷放大器的输出进行饱和检测并快速泄放，避免测量盲区问题；自动增益放大器电路，能够提高模拟前端的灵敏度和动态适应范围；信号分离电路，能对不同信号分别进行幅度提升及差异化处理，提高模拟前端性能及更好的适应性；通过各电路部分的设计，解决现有技术中模拟前端存在的技术缺点。
69.具体的，请参见图3，本实用新型提出的睡眠监测的模拟前端包括：与压电薄膜传感器的输出端连接并用于接收电荷信号输入的差分电荷放大器电路、连接于差分电荷放大器电路输出端的滤波器电路、连接于滤波器电路的输出端的自动增益放大器电路、以及连接于自动增益放大器电路的输出端用于分离信号并传输给adc采样的信号分离电路。
70.本实用新型的工作流程为，差分电荷放大器电路与压电薄膜传感器的输出端连接，并通过差分电荷放大器接收电荷信号，电荷信号先通过差分电荷放大器进行放大后传
输给减法运算电路，减法运算电路进行减法运算以抑制或抵消共模干扰，该过程中，差分电荷放大器电路中还用于进行饱和检测，并在差分电荷放大器饱和时进行快速泄放控制；滤波器电路接收减法运算电路的输出信号，并通过工频陷波器进行工频滤除、低通滤波器进行高频抑制；自动增益放大器电路接收滤波后的信号，并根据其输出调节增益，以进行信号强度的提升，实现宽的动态范围；信号分离电路用于提取出不同频带的信号，以获取心率波形和呼吸率波形，并分别对不同信号进行幅度提升及滤波处理，进一步提升动态范围及实现更高的灵敏度；信号分离电路的输出端与adc连接，用于进行adc采样。
71.具体的，请参见图4，差分电荷放大器电路至少包括有：差分电荷放大器、减法运算电路、用于饱和检测及饱和时间阈值设定的饱和检测电路、用于快速泄放控制的快速泄放电路。其中，差分电荷放大器包括同相端电荷放大器和反相端电荷放大器，这两个电荷放大器的反馈电路采用t型反馈网络，以提高低频性能。同相端电荷放大器和反相端电荷放大器的输出分别作为减法运算电路的同相输入和反相输入，减法运算电路对同相输入和反相输入的信号进行减法运算，实现差分信号到单端信号的转换，且减法运算电路同时实现了抵消或抑制共模信号的作用，另外，饱和检测电路用于对差分电荷放大器的输出进行检测，以查看差分电荷放大器电路是否出现饱和，并在饱和发生时控制快速泄放电路进行快速泄放，以优化饱和退出时间，从而避免了测量盲区，解决心率和呼吸检测在身体移动发生后长时间内无法检测的问题。
72.进一步，请参见图7，差分电荷放大器包括：电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电容c11、电容c21、放大器u1和放大器u2；
73.其中，放大器u1的同相输入端接地、反相输入端串联电阻r14后连接压电薄膜传感器的输出正端、输出端作为差分电荷放大器的输出正端连接减法运算电路，放大器u2的同相输入端接地、反相输入端串联电阻r24后连接压电薄膜传感器的输出负端、输出端作为差分电荷放大器的输出负端连接减法运算电路，电阻r11与电阻r12串联后连接到放大器u1的反相输入端与输出端之间，电容c11并联在电阻r11与电阻r12两端，电阻r21与电阻r22串联后连接到放大器u2的反相输入端与输出端之间，电容c21并联在电阻r21与电阻r22两端，电阻r13一端连接在电阻r11与电阻r12之间、另一端串联电阻r23后连接在电阻r21与电阻r22之间。
74.该实施例下，放大器u1和电容c11构成同相端电荷放大器、放大器u2和电容c21构成反相端电荷放大器，电阻r11、电阻r12、电阻r13构成同相端电荷放大器的t型反馈网络，电阻r21、电阻r22、电阻r23构成反相端电荷放大器的t型反馈网络。由于大阻值电阻一般需要从专业公司购买，并且价格昂贵，t型反馈网络的目的是可以使用市面上方便购买的廉价电阻构建出一个等效的大阻值反馈电阻。其中，同相端电荷放大器的t型反馈网络和反相端电荷放大器的t型反馈网络同位置的电阻阻值应该相等，即r11=r21、r12=r22、r13=r23。
75.差分电荷放大器的(-3db)低频转折频率为：
[0076][0077]
上式中反馈等效电阻rf：
[0078]
[0079]
同时，电容c11和c21也应该相等，上式及下式中反馈电容cf：
[0080][0081]
另外，差分电荷放大器的通带增益如下式：
[0082][0083]
差分电荷放大器中的电阻r14和电阻r24的作用为对放大器u1和放大器u2的输入进行保护，避免强的电荷注入或者esd导致放大器u1和放大器u2损坏。其中，放大器u1和放大器u2应该选用低输入失调电压和低输入偏置电流的运放。
[0084]
进一步，请参见图9，减法运算电路包括：电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、放大器u8；
[0085]
其中，放大器u8的同相输入端串联电阻r5后连接到放大器u1的输出端、反相输入端串联电阻r7后连接到放大器u2的输出端、输出端与滤波器电路连接，电阻r6连接在放大器u8的同相输入端与输出端之间，电阻r8一端与放大器u8的反相输入端连接、另一端接地。
[0086]
该实施例下，同相端电荷放大器和反相端电荷放大器的输出分别连接到放大器u8的同相输入端和反相输入端，放大器u8与电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8构成减法运算器，通过减法运算抵消共模干扰。其中，为提升抑制或抵消共模干扰的效果，放大器u8同相输入端和反相输入端的电阻分压应该相同，即电阻r5与电阻r7的阻值相同，电阻r6与电阻r8的阻值相同。
[0087]
进一步，请参见图8，饱和检测电路包括比较器u3，比较器u3的同相输入端与差分电荷放大器的输出端连接、反相输入端接入基准信号vref1、输出端与快速泄放电路连接；
[0088]
快速泄放电路包括比较器u6、模拟开关u7、电阻r2、电阻r3、电阻
[0089]
r4、电容c2，比较器u6的反相输入端串联电阻r2后与饱和检测电路的输出端连接、同相输入端串联电阻r3后接入基准电压vref2、输出端连接到模拟开关u7的控制端，模拟开关u7的受控端串联于泄放通道中，电容c2一端连接到比较器u6的反相输入端、另一端接地，电阻r4分别连接到比较器u6的同相输入端与输出端。
[0090]
在饱和检测电路与快速泄放电路之间连接还有饱和持续时间积分电路，其包括电阻r1、放大器u4、模拟开关u5，其中，放大器u4的反相输入端串联电阻r1后连接到比较器u3的输出端、同相输入端接地、输出端与电阻r2连接至比较器u6的反相输入端，模拟开关u5的控制端连接在电阻r1与比较器u3的输出端之间、受控端分别连接到放大器u4的反相输入端与输出端之间，电容c1一端连接到放大器u4的反相输入端、另一端连接到放大器u4的输出端。
[0091]
该实施例下，差分电荷放大器的输出连接到比较器u3的同相输入端，与基准电压vref1比较，这里基准电压vref1为饱和判断阈值，当差分电荷放大器输出饱和时，比较器u3输出为3.3v电压，这时由放大器u4和电阻r1以及电容c1构成的饱和持续时间积分电路对饱和持续时间进行积分，同时，不管在何种情况，当差分电荷放大器的输出退出饱和时，比较器u3输出为0v的低电平电压，这时该低电平电压控制模拟开关u5闭合，对饱和持续时间进行清零。
[0092]
当饱和持续时间积分电路的输出超过由比较器u6和电阻r3、电阻r4构成的滞回比较器的阈值电压（即基准电压vref2）时，比较器u6输出0v低电平，该低电平控制模拟开关u7
闭合并对差分电荷放大器执行快速泄放。
[0093]
调整上图中的基准电压vref2为不同的值时，可以实现不同的饱和时间阈值设定。
[0094]
除此之外由电阻r2和电容c2构成的电路并和由比较器u6和电阻r3、电阻r4构成的滞回放大器配合，可以锁存一小段时间的饱和持续时间积分电路的输出状态，以保证快速泄放通道有足够的时间进行泄放。
[0095]
请参见图3，滤波器电路包括工频陷波器和低通滤波器，其中，工频陷波器用于滤除工频干扰，低通滤波器用于滤除高频干扰。
[0096]
进一步，请参见图10，工频陷波器采用双t型陷波器电路，其包括：电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电容c3、电容c4、电容c5；电阻r9一端连接到差分电荷放大器电路的输出端、另一端串联电阻r10后连接到放大器u9的同相输入端，电容c4一端连接差分电荷放大器电路的输出端、另一端串联电容c5后连接到电阻r10与放大器u9之间，电容c3一端连接到电阻r9与电阻r10之间、另一端串联电阻r11后连接到电容c4与电容c5之间，放大器u9的反相输入端串联电阻r13后接地、输出端与低通滤波器连接，电阻r12分别连接到放大器u9的反相输入端与输出端之间，电阻r14一端连接到放大器u9的输出端、另一端串联电阻r15后接地，放大器u10的同相输入端连接到电阻r14与电阻r15之间、输出端连接到电阻r11与电容c3之间、反相输入端与输出端连接。
[0097]
该工频陷波器可以是双t型陷波器，也可以是其他种类的陷波器，其能够滤除特定频率的工频干扰，本实用新型中用于滤除来自电源50hz的工频干扰，其输出提供给低通滤波器以消除高频干扰。
[0098]
进一步的，请参见图11，低通滤波器包括：电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电容c6、电容c7、放大器u11；放大器u11的同相输入端依次串联电阻r17与电阻r16后连接到工频陷波器的输出端、反相输入端串联电阻r19后接地、输出端与自动增益放大器电路连接，电容c6一端连接到电阻r16与电阻r17之间、另一端连接到放大器u11的输出端，电阻r18一端连接到放大器u11的反相输入端、另一端连接到放大器u11的输出端。
[0099]
其中，该低通滤波器设置为压控电源型二阶巴特沃斯低通滤波器，该低通滤波器的特征频率为， f = 1/(2**r*c) = 106hz @( r = r16 = r17 = 150kω , c = c6 = c7 = 0.01uf) 。
[0100]
通过滤波器电路对工频干扰及高频干扰进行滤除后，为了提升信号幅度，滤波器电路的输出连接到自动增益放大器电路的输入，请参见图12，自动增益放大器电路包括连接于滤波器电路的输出端的压控增益放大器、与压控增益放大器的输出端连接并用于幅度检测的幅度检测电路、以及连接于幅度检测电路输出端并用于幅度比较以及调节增益的幅度比较及自动增益反馈调节电路。
[0101]
具体的，放大器u12为压控增益放大器，电阻r20、电容c8、二极管d1以及放大器u13构成幅度检测电路，电阻r21、电阻r22、电阻r23、电容c9以及放大器u14构成幅度比较及自动增益反馈调节电路，其中，放大器u12的输入端与滤波器电路的输出端连接、输出端与信号分离电路连接，放大器u13的同相输入端与放大器u12的输出端连接、输出端串联二极管d1和电阻r21后连接到放大器u14的反相输入端、反相输入端连接到二极管d1的负极，电容c8一端连接到二极管d1与电阻r21之间、另一端接地，电阻r20一端连接到二极管d1的负极、另一端接地，放大器u14的同相输入端接入基准电压vref3、输出端串联电阻r23后连接到电
容c9与放大器u12之间，电阻r22分别连接到放大器u14的反相输入端与输出端之间。
[0102]
其中，压控增益放大器u12的增益由放大器u14构成的幅度比较及自动增益反馈调节电路的输出电压控制，自动增益放大器电路的目标输出信号幅度由基准电压vref3设定。由放大器u13、二极管d1、电容c8及电容c20构成的幅度检测电路检测自动增益放大器电路的输出电压峰值，并输出给幅度比较及自动增益反馈调节电路与基准电压vref3进行比较求取误差，误差通过放大器u14放大后控制放大器u12的增益用于实现自动增益调节。电阻r23和电容c9构成一个低通滤波器，以保证环路稳定形，避免整个环路发生振荡。
[0103]
信号通过自动增益放大器电路进行幅度提升后，被送入信号分离电路以提取出呼吸率波形信号和心率波形信号，自动增益放大器电路的输出连接到信号分离电路的输入，请参见图3及图13，信号分离电路包括用于提取呼吸率波形的呼吸率波形提取电路、用于提取心率波形的心率波形提取电路、以及设于心率波形提取电路输出端的心率信号幅度提升电路，其中，呼吸率波形提取电路与心率信号幅度提升电路的输出端均连接到adc进行采样。
[0104]
请参见图13，呼吸率波形提取电路由放大器u15和外围电容及电阻组成的二阶低通滤波器实现，二阶低通滤波器特征频率配置为0.53hz，且为巴特沃斯低通滤波器，心率波形提取电路由放大器u16和外围电容及电阻组成的二阶高通滤波器实现，二阶高通滤波器特征频率配置为2hz，且为巴特沃斯高通滤波器，心率信号幅度提升电路由放大器u17和外围电阻构成同相比例放大器实现。
[0105]
信号分离电路分离后的呼吸率波形和心率信号波形分别通过adc进行采样，以实现模拟域到数字域的转换，并提供给微处理器进行处理，其中，adc可以是独立的adc器件，也可以是微处理器中的一个adc模块。
[0106]
请参见图14，其为差分电荷放大器电路另一实施例的连接示意图，其包括与压电薄膜传感器的输出端连接的差分电荷放大器、与差分电荷放大器输出端连接的减法运算电路、与差分电荷放大器连接并用于进行饱和泄放的饱和泄放开关，以及与差分电荷放大器和饱和泄放开关连接的微处理器。其中，微处理器通过adc采样差分电荷放大器的输出来判断是否饱和，并通过微处理器控制泄放开关进行饱和泄放，以降低复杂度及优化成本。
[0107]
请参见图15，其为自动增益放大器电路另一实施例的连接示意图，其包括与滤波器电路的输出端连接的放大器电路、以及与放大器电路连接并用于切换放大器电路输出增益的数字电位器、分别连接放大器电路与数字电位器的微处理器。其可以通过微处理器采集信号分离电路输入端的信号强度，并通过数字电位器切换放大器的增益，用于替换自动增益放大器电路的功能。其中，数字电位器还可以采用模拟开关替换。
[0108]
进一步的，滤波器电路的目的是为了去除干扰，保留有用信号，因此，其也可以采用其他类型的滤波器实现，如带通滤波器、以及其他滤波器的级联及组合来实现。
[0109]
与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
[0110]
1、采用差分电荷放大器电路，提高了模拟前端抗干扰能力；
[0111]
2、通过对电荷放大器进行饱和检测并通过快速泄放以实现电荷放大器饱和后快速的退出，避免模拟前端出现盲区；
[0112]
3、差分电荷放大器的饱和泄放时间阈值可以进行设定；
[0113]
4、采用工频陷波器实现对工频干扰的进一步抑制，同时也避免了阻碍其他有用信
号；
[0114]
5、采用自动增益放大器电路提高了模拟前端的灵敏度和动态适应范围；
[0115]
6、对信号进行分离，便于对不同信号分别进行幅度提升及滤波处理，以实现更高的性能。
[0116]
上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。