生物传感器的微信号多级放大装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生物传感器的微信号多级放大装置及方法，该装置包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、ADC放大芯片和单片机。第一差分运放器从第一生物传感器获取第一微信号并从第二生物传感器获取第二微信号进行第一差分运放器差分运算放大得到第一差分信号。第二差分放大器从第三生物传感器获取第三微信号并从第四生物传感器获取第四微信号进行差分运算放大得到第二差分信号。第三差分放大器将第一差分信号和第二差分信号进行差分运算并放大得到测量特征信号。ADC放大芯片将测量特征信号进行信号放大后输出至单片机。本发明专利技术能够匹配不同放大倍数的多级放大器将微信号进行多级放大，从而准确地测量出微信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号放大的
，尤其涉及一种生物传感器的微信号多级放大装置及方法。
技术介绍
微信号的放大是信号测量和计量的基础，对于50mV以内的微小信号，无法直接用于AD采样等芯片，必须通过放大电路将信号放大后才能测量出来。微信号测量往往是信号测量中的难点，50mV以内的微小信号很难被信号测量电路检测得到。一般地，生物传感器(例如体征监测生物传感器中的血糖、体温、心率生物传感器等)输出的生物电信号都比较微弱，由于被测生物电信号很弱，因此必须通过放大电路将被测生物电信号放大后才能测量出来。然而，现有信号测量设备中的放大电路不能有效匹配不同放大倍数的多级放大器将微弱的特征电信号进行多级放大，从而导致造成微弱的被测生物电信号的测量结果不准确。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种生物传感器的微信号多级放大装置及方法，旨在解决不能有效匹配不同放大倍数的多级放大器将微弱信号进行多级放大的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种生物传感器的微信号多级放大装置，该微信号多级放大装置连接有第一生物传感器、第二生物传感器、第三生物传感器以及第四生物传感器，所述微信号多级放大装置包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、ADC放大芯片以及单片机，所述第一差分放大器和第二差分放大器均包括两个第一电阻以及两个第二电阻，所述第三差分放大器包括两个第三电阻以及两个第四电阻，其中：所述第一差分运放器用于从第一生物传感器获取第一微信号并从第二生物传感器获取第二微信号，将第一微信号和第二微信号通过该第一差分运放器的放大倍数进行差分运算并放大得到第一差分信号，所述第一差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器中的第二电阻和第一电阻的电阻值的比值；所述第二差分放大器用于从第三生物传感器获取第三微信号并从第四生物传感器获取第四微信号，将第三微信号和第四微信号通过该第二差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到第二差分信号，所述第二差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器的放大倍数；所述第三差分放大器用于将第一差分信号和第二差分信号通过该第三差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到测量特征信号，所述第三差分放大器的放大倍数等于第三差分放大器中的第四电阻和第三电阻的电阻值的比值；所述ADC放大芯片包括放大电路芯片以及ADC电路芯片，所述放大电路芯片用于将所述测量特征信号通过放大电路芯片的放大倍数进行信号放大后输出至ADC电路芯片，所述放大电路芯片的放大倍数为该放大电路芯片的固有特定值。进一步地，所述第一差分放大器的第一输入端连接至第一生物传感器，第一差分放大器的第二输入端连接至第二生物传感器；所述第二差分放大器的第一输入端连接至第三生物传感器，第二差分放大器的第二输入端连接至第四生物传感器；所述第一差分放大器的输出端连接至第三差分放大器的第一输入端，第二差分放大器的输出端连接至第三差分放大器的第二输入端；所述第三差分放大器的输出端连接至所述放大电路芯片的输入端，所述放大电路芯片的输出端连接至ADC电路芯片的输入端，所述ADC电路芯片的输出端连接至所述单片机。进一步地，所述第一差分放大器还包括第一晶体三极管，第一差分放大器的其中一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第一输入端，第一差分放大器的其中另一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第二输入端，第一差分放大器的其中一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第一输入端且该第二电阻的另一端连接至第一晶体三极管的输出端，第一差分放大器的其中另一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第二输入端且该第二电阻的另一端连接至接地线。进一步地，所述第二差分放大器还包括第一晶体三极管，第二差分放大器的其中一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第一输入端，第二差分放大器的其中另一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第二输入端，第二差分放大器的其中一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第一输入端且该第二电阻的另一端连接至第一晶体三极管的输出端，第二差分放大器的其中另一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第二输入端且该第二电阻的另一端连接至接地线。进一步地，所述第三差分放大器还包括第二晶体三极管，其中一个第三电阻串联至第二晶体三极管的第一输入端，其中另一个第三电阻串联至第二晶体三极管的第二输入端，其中一个第四电阻的一端连接至第二晶体三极管的第一输入端且该第四电阻的另一端连接至第二晶体三极管的输出端，其中另一个第四电阻的一端连接至第二晶体三极管的第二输入端且该第四电阻的另一端连接至接地线。进一步地，所述第一生物传感器用于感测第一波长红外光照射在目标检测对象上产生的第一微信号，第二生物传感器用于感测第二波长红外光照射在目标检测对象上产生的第二微信号，第三生物传感器用于感测第三波长红外光照射在目标检测对象上产生的第三微信号，第四生物传感器用于感测第四波长红外光照射在目标检测对象上产生的第四微信号。进一步地，所述ADC电路芯片用于将放大后的测量特征信号进行数模转换并输出至所述单片机进行信号测量分析。为实现本专利技术上述目的，本专利技术还提供了一种生物传感器的微信号多级放大方法，应用于微信号多级放大装置中，该微信号多级放大装置连接有第一生物传感器、第二生物传感器、第三生物传感器以及第四生物传感器，所述微信号多级放大装置包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、ADC放大芯片以及单片机，第一差分放大器和第二差分放大器均包括两个第一电阻以及两个第二电阻，第三差分放大器包括两个第三电阻以及两个第四电阻，所述ADC放大芯片包括放大电路芯片和ADC电路芯片，其中，所述微信号多级放大方法包括如下步骤：所述第一差分运放器从第一生物传感器获取第一微信号并从第二生物传感器获取第二微信号；所述第一差分运放器将第一微信号和第二微信号通过该第一差分运放器的放大倍数进行差分运算并放大得到第一差分信号，所述第一差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器中的第二电阻和第一电阻的电阻值的比值；所述第二差分放大器从第三生物传感器获取第三微信号并从第四生物传感器获取第四微信号；所述第二差分放大器将第三微信号和第四微信号通过该第二差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到第二差分信号，所述第二差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器的放大倍数；所述第三差分放大器将第一差分信号和第二差分信号通过该第三差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到测量特征信号，所述第三差分放大器的放大倍数等于第三差分放大器的第四电阻和第三电阻的电阻值的比值；所述放大电路芯片将所述测量特征信号通过该放大电路芯片的放大倍数进行信号放大后输出至ADC电路芯片，所述放大电路芯片的放大倍数为该放大电路芯片的固有特定值。进一步地，所述第一微信号是第一生物传感器感测到第一波长红外光照射在目标检测对象上产生的特征电信号，第二微信号是第二生物传感器感测到第二波长红外光照射在目标检测对象上产生的特征电信号，第三微信号是第三生物传感器感测到第三波长红外光照射在目标检测对象上产生的特征电信号，第四微信号是第四生物传感器感测到第四波长红外光照射在目标检测对象上产生的特征电信号。进一步地，所述ADC放大芯片还包括ADC电路芯片，所述微信号多级放大方法还包括步骤：所述ADC电路芯片将放大后的测量特征信号进行数模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物传感器的微信号多级放大装置，该微信号多级放大装置连接有第一生物传感器、第二生物传感器、第三生物传感器以及第四生物传感器，其特征在于，所述微信号多级放大装置包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、ADC放大芯片以及单片机，所述第一差分放大器和第二差分放大器均包括两个第一电阻以及两个第二电阻，所述第三差分放大器包括两个第三电阻以及两个第四电阻，其中：所述第一差分运放器用于从第一生物传感器获取第一微信号并从第二生物传感器获取第二微信号，将第一微信号和第二微信号通过该第一差分运放器的放大倍数进行差分运算并放大得到第一差分信号，所述第一差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器中的第二电阻和第一电阻的电阻值的比值；所述第二差分放大器用于从第三生物传感器获取第三微信号并从第四生物传感器获取第四微信号，将第三微信号和第四微信号通过该第二差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到第二差分信号，所述第二差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器的放大倍数；所述第三差分放大器用于将第一差分信号和第二差分信号通过该第三差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到测量特征信号，所述第三差分放大器的放大倍数等于第三差分放大器中的第四电阻和第三电阻的电阻值的比值；所述ADC放大芯片包括放大电路芯片以及ADC电路芯片，所述放大电路芯片用于将所述测量特征信号通过放大电路芯片的放大倍数进行信号放大后输出至ADC电路芯片，所述放大电路芯片的放大倍数为该放大电路芯片的固有特定值。...

【技术特征摘要】
1.一种生物传感器的微信号多级放大装置，该微信号多级放大装置连接有第一生物传感器、第二生物传感器、第三生物传感器以及第四生物传感器，其特征在于，所述微信号多级放大装置包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、ADC放大芯片以及单片机，所述第一差分放大器和第二差分放大器均包括两个第一电阻以及两个第二电阻，所述第三差分放大器包括两个第三电阻以及两个第四电阻，其中：所述第一差分运放器用于从第一生物传感器获取第一微信号并从第二生物传感器获取第二微信号，将第一微信号和第二微信号通过该第一差分运放器的放大倍数进行差分运算并放大得到第一差分信号，所述第一差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器中的第二电阻和第一电阻的电阻值的比值；所述第二差分放大器用于从第三生物传感器获取第三微信号并从第四生物传感器获取第四微信号，将第三微信号和第四微信号通过该第二差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到第二差分信号，所述第二差分放大器的放大倍数等于第一差分放大器的放大倍数；所述第三差分放大器用于将第一差分信号和第二差分信号通过该第三差分放大器的放大倍数进行差分运算并放大得到测量特征信号，所述第三差分放大器的放大倍数等于第三差分放大器中的第四电阻和第三电阻的电阻值的比值；所述ADC放大芯片包括放大电路芯片以及ADC电路芯片，所述放大电路芯片用于将所述测量特征信号通过放大电路芯片的放大倍数进行信号放大后输出至ADC电路芯片，所述放大电路芯片的放大倍数为该放大电路芯片的固有特定值。2.如权利要求1所述的生物传感器的微信号多级放大装置，其特征在于：所述第一差分放大器的第一输入端连接至第一生物传感器，第一差分放大器的第二输入端连接至第二生物传感器；所述第二差分放大器的第一输入端连接至第三生物传感器，第二差分放大器的第二输入端连接至第四生物传感器；所述第一差分放大器的输出端连接至第三差分放大器的第一输入端，第二差分放大器的输出端连接至第三差分放大器的第二输入端；所述第三差分放大器的输出端连接至所述放大电路芯片的输入端，所述放大电路芯片的输出端连接至ADC电路芯片的输入端，所述ADC电路芯片的输出端连接至所述单片机。3.如权利要求1所述的生物传感器的微信号多级放大装置，其特征在于，所述第一差分放大器还包括第一晶体三极管，第一差分放大器的其中一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第一输入端，第一差分放大器的其中另一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第二输入端，第一差分放大器的其中一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第一输入端且该第二电阻的另一端连接至第一晶体三极管的输出端，第一差分放大器的其中另一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第二输入端且该第二电阻的另一端连接至接地线。4.如权利要求1所述的生物传感器的微信号多级放大装置，其特征在于，所述第二差分放大器还包括第一晶体三极管，第二差分放大器的其中一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第一输入端，第二差分放大器的其中另一个第一电阻串联至第一晶体三极管的第二输入端，第二差分放大器的其中一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第一输入端且该第二电阻的另一端连接至第一晶体三极管的输出端，第二差分放大器的其中另一个第二电阻的一端连接至第一晶体三极管的第二输入端且该第二电阻的另一端连接至接地线。5.如权利要求1所述的生物传感器的微信号多级放大装置，其特征在于，所述第三差分放大器还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贯京，陈兴明，高伟明，唐昭月，
申请(专利权)人：深圳市前海安测信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44