前置放大器及信号采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及集成电路技术领域，特别是设及一种前置放大器及信号采集装置。
【背景技术】
[0002] 作为生理信号如屯、电信号等的采集忍片的关键组成部分，模拟前端电路的前置放 大器或者仪表放大器（IA)决定了生理信号采集的质量。
[0003] 目前，已有的IA主要有S种结构。第一种为如图1 (a)所示的经典的S运放的结 构，能够实现高的输入阻抗，但是共模抑制比（CMRR)会遭受电阻失配的影响。另外为了保 证低噪声，就需要高功耗的放大器；而且低功耗的消耗需要大的电阻，增加了忍片面积。第 二种为如图1化）所示的交流禪合-电容负反馈结构，电阻和电容构成的高通滤波能够完全 消除电极失调电压，但是由于制造工艺引起的反馈电容的失配导致共模抑制比的下降，而 且会增加更多的忍片面积。第=种为图I(C)所示电流反馈结构，该结构通常需要外加一个 环路形成高通滤波来消除电极失调电压，然而此环路对消除失调电压的范围有一定的局限 性，失调电压引起的差分输入级的操作点失配影响共模抑制比。另外，此结构的功耗不能满 足低功耗的要求，低功耗和高增益需要大的电阻值，会占用过多的忍片面积。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种前置放大器及信号采集装置，其能够 减小忍片的体积、减少了电容匹配对共模抑制比的影响。 阳〇化]一种前置放大器，用于对采集的微弱信号进行放大，包括：
[0006] 放大模块，所述放大模块包括输入电路和全差分输出电路；
[0007] 所述输入电路的输出端和所述全差分输出电路的输入端连接，且所述全差分输出 电路具有两个差模输出端；所述放大模块用于将输入信号放大W获得输出信号；及
[0008] 共模反馈模块，所述共模反馈模块包括共模反馈回路和源极退化结构的共模反馈 回路；所述共模反馈模块与所述放大模块相连，用于抑制所述输出信号的共模增益。
[0009] 在其中一些实施例中，所述前置放大器还包括：高通滤波模块，所述高通滤波模块 的输出端与所述输入电路的输入端相连，用于滤除所述微弱信号中的直流失调电压W获取 所述输入信号。
[0010] 在其中一些实施例中，所述前置放大器还包括：第一斩波模块，所述第一斩波模块 的输入端输入所述微弱信号，输出端与所述高通滤波模块相连，用于将所述微弱信号中的 噪声信号调制成高频。
[0011] 在其中一些实施例中，所述前置放大器还包括：第二斩波模块，所述第二斩波模块 与所述差模输出端相连，用于将所述输出信号解调至基带频率。
[0012] 在其中一些实施例中，所述前置放大器还包括：正反馈模块，所述正反馈模块的一 端与第一斩波模块的输出端相连，另一端与所述两个差模输出端相连，用于增加所述前置 放大器的输入阻抗。
[0013] 在其中一些实施例中，所述输入电路包括基于反相器结构的输入电路；
[0014] 所述基于反相器结构的输入电路包括第一PMOS管和第二PMOS管，所述第一PMOS 管和所述第二PMOS管的源极连接到电源电压，所述第一PMOS管的漏极连接到第一NMOS管 的漏极，所述第二PMOS管的漏极连接到第二NMOS管的漏极；
[0015] 所述输入电路的第一输入端连接到所述第一PMOS管和所述第一NMOS管的栅极， 所述输入电路的第二输入端连接到所述第二PMOS管和所述第二NMOS管的栅极，形成所述 基于反相器结构的输入电路；
[0016] 所述第一PMOS管的漏极和所述第二PMOS管的漏极形成所述两个差模输出端；
[0017] 所述第一NMOS管的源极连接到第=NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极连接 到第四NMOS管的漏极；
[0018] 所述第一PMOS管和所述第一NMOS管的共漏极，所述第二PMOS管和所述第二NMOS 管的共漏极，W及所述第=NMOS管和所述第四NMOS管共栅极形成所述输入电路的输出 端；
[0019] 所述第SNMOS管的源极、所述第四NMOS管的源极接地。
[0020] 在其中一些实施例中，所述输入电路还包括PMOS输入电路，所述PMOS输入电路包 括：
[0021] 第六PMOS管和第屯PMOS管的源极连接到电源电压Vdd,所述第六PMOS管的漏极 连接到第屯NMOS管的漏极，所述第屯PMOS管的漏极连接到第八NMOS管的漏极；
[0022] 所述输入电路的第一输入端连接到所述第六PMOS管和所述第屯NMOS管的栅极， 所述输入电路的第二输入端连接到所述第屯PMOS管和所述第八NMOS管的栅极，形成所述 PMOS输入电路；
[0023] 所述第六PMOS管的漏极和所述第屯PMOS管的漏极形成所述两个差模输出端；
[0024] 所述第六PMOS管的漏极、所述第屯PMOS管的漏极和所述第屯NMOS管与所述第八 NMOS管的共栅极形成所述输入电路的输出端； 阳0巧]所述第屯NMOS管与所述第八NMOS管的源极接地。
[00%] 在其中一些实施例中，所述共模反馈回路包括：
[0027] 第SPMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管的源极连接到电源电压；
[0028] 所述第=PMOS管和所述第四PMOS管的漏极连接到第五NMOS管的漏极，所述第五 PMOS管的漏极连接到第六NMOS管的漏极；
[0029] 所述第=PMOS管的栅极、所述第四PMOS管的栅极和所述第五PMOS管的漏极形成 所述共模反馈回路的输入端；
[0030] 所述第五NMOS管的漏极和栅极连接；
[0031] 所述第五NMOS管的源极和所述第六NMOS管的源极接地。
[0032] 在其中一些实施例中，所述第SNMOS管的栅极连接到所述第一PMOS管和所述第 一NMOS管的共漏极，所述第四NMOS管的栅极连接到所述第二PMOS管和所述第二NMOS管 的共漏极，形成所述源极退化结构的共模反馈回路。
[0033] 一种信号采集装置，其特征在于，所述信号采集装置包括上述的前置放大器。上述 的前置放大器和信号采集装置，采集的微弱信号如生理信号先通过前置放大器的第一斩波 模块把噪声调制到高频，避免放大低频噪声，经高通滤波模块后消除直流失调电压，最后被 放大模块的开环增益放大，正反馈回路增强了输入阻抗，减小微弱信号源内阻造成的失真 和误差，也减少了电极失配对共模抑制比的影响，有效降低了忍片的体积。
【附图说明】
[0034] 图1为【背景技术】中设及的已有的仪表放大器的S种结构示意图；
[0035] 图2为一些实施例中的前置放大器的结构框图；
[0036] 图3为一些实施例中的基于反相器的输入电路的放大模块的电路结构图；
[0037] 图4为一些实施例中的PMOS输入电路的放大模块的电路结构图；
[0038] 图5为一些实施例中的共模反馈回路的电路结构图；
[0039] 图6为一些实施例中的前置放大器的电路结构框图；
[0040] 图7为另一些实施例中的前置放大器的电路结构框图；
[0041] 图8为一些实施例中的源级退化结构的前置放大器的电路结图；
[0042] 图9为一些实施例中的前置放大器的结构框图；
[0043] 图10为一些实施例中的前置放大器的差模增益和共模增益示意图；
[0044] 图11为一些实施例中的前置放大器的输入参考噪声的示意图；
[0045] 图12为一些实施例中的前置放大器的输入阻抗示意图；
[0046] 图13为一些实施例中的信号采集装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0047] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明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W解释本发明，并 不用