高能效电容耦合仪表放大器的研究与设计

发布时间：2024-02-16 00:33

　　随着民众生活品质的提高,人们对身体健康愈发重视,对于可随时检测身体状况的便携式医疗设备的需求越来越多。仪表放大器作为便携式医疗设备的重要前端模块,决定了便携式医疗设备采集的信号质量,因此仪表放大器的研发十分重要。用于生物电信号检测的仪表放大器需具备高的输入阻抗和共模抑制比、低噪声等基本要求。而对于便携式仪表放大器,低电池更换率、较长的使用时间亦是重要的需求。电容耦合拓扑结构的仪表放大器非常适用于生物电信号检测电路中。本论文对高能效电容耦合仪表放大器进行研究与设计,最终实现了一款带输入阻抗提升回路的交流耦合仪表放大器及一款带有纹波抑制功能、直流伺服回路、输入阻抗提升回路的斩波稳定电容耦合仪表放大器。两款电容耦合仪表放大器电路设计基于标准180nm CMOS工艺。在电源电压1.2V下,第一款交流耦合仪表放大器功耗仅为1.01μW,最高共模抑制比可达109dB,其输入参考噪声为4.93μV/√Hz;第二款斩波稳定交流耦合仪表放大器在1kHz频率以下输入阻抗达到137.2MΩ,0.5-100Hz下等效输入噪声为1.4μV_rms,CMRR大于116.4dB,放大器3dB带宽...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1医疗检测设备

电子科技大学硕士学位论文2图1-1医疗检测设备基于以上所述背景，本论文针对仪表放大器进行研究与设计。仪表放大器问世于20世纪60年代，最初为分离器件仪表放大器。随着电子技术的飞速发展，输入电阻较孝差异较大的分离器件仪表放大器逐渐不能满足需求，单片IC仪表放大器应运而生，这种放大器....

图2-1单运放仪表放大器

112.3.11漂移误差漂移误差一般指的是因为器件工作环境变化而造成电路结果的偏差。由于一些电路或者器件对温度、时间等较为敏感，不能区分漂移和传感器本身的信号，所以在高精度应用场景要尽量减小漂移影响，实际中比较可行的是通过降低失调和增益误差从而降低漂移误差。2.4仪表放大器基本拓....

图2-2双运放结构的仪表放大器

电子科技大学硕士学位论文12其一般作为复杂仪表放大器的一个模块组成部分，高速应用中一个功能模块或低频、高共模电压应用中的一个功能模块。2.4.2双运放结构图2-2双运放结构的仪表放大器如图2-2所示的双运放仪表放大器由两个运算放大器组成，相比于单运放结构，保证了较大的输入阻抗，同....

图2-3三运放仪表放大器

电子科技大学硕士学位论文14图2-3三运放仪表放大器第一级的A1和A2运算放大器作为输入级，提升了电路的灵活性，如果R2=R3、R4=R6、R5=R7，即在完全匹配的情况下，整个电路的转换特性为：315412outininVVVRRRR(2-11)3154Gain12RRRR(2....

本文编号：3900512