本實用新型涉及信號測量的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微信號精密測量電路。

背景技術(shù)：

微信號的放大是信號測量和計量的基礎(chǔ)，對于50mV以內(nèi)的微小信號，無法直接用于AD采樣等芯片，必須通過信號測量電路檢中的放大電路將信號放大后才能測量出來。微信號測量往往是信號測量中的難點，50mV以內(nèi)的微小信號很難被信號測量電路檢測得到。一般地，生物傳感器(例如體征監(jiān)測生物傳感器中的血糖、體溫、心率生物傳感器等)輸出的生物電信號都比較微弱，由于被測生物電信號很弱，因此必須通過放大電路將被測生物電信號放大后才能測量出來?，F(xiàn)有信號測量設(shè)備中的放大電路對微弱信號進行放大時，現(xiàn)有信號測量電路往往會產(chǎn)生溫度漂移現(xiàn)象而造成較強的信號干擾，導(dǎo)致微弱的生物電信號則會被淹沒在干擾信號之中，導(dǎo)致造成微弱的被測生物電信號的測量結(jié)果不準(zhǔn)確，甚至無法測量出微弱的被測生物電信號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種微信號精密測量電路，旨在解決現(xiàn)有信號測量電路無法準(zhǔn)確測量出微弱信號的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種微信號精密測量電路，包括第一生物傳感器、第二生物傳感器、第三生物傳感器、第四生物傳感器、第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、ADC放大芯片以及單片機，所述ADC放大芯片包括放大電路芯片以及ADC電路芯片，其中：

所述第一差分放大器的第一輸入端連接至第一生物傳感器，第一差分放大器的第二輸入端連接至第二生物傳感器；

所述第二差分放大器的第一輸入端連接至第三生物傳感器，第二差分放大器的第二輸入端連接至第四生物傳感器；

所述第一差分放大器的輸出端連接至第三差分放大器的第一輸入端，第二差分放大器的輸出端連接至第三差分放大器的第二輸入端；

所述第三差分放大器的輸出端連接至所述放大電路芯片的輸入端，所述放大電路芯片的輸出端連接至ADC電路芯片的輸入端，所述ADC電路芯片的輸出端連接至所述單片機。

優(yōu)選的，所述第一差分放大器包括兩個第一電阻、兩個第二電阻以及第一晶體三極管。

優(yōu)選的，所述第一差分放大器的其中一個第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第一輸入端，所述第一差分放大器的其中另一個第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第二輸入端，所述第一差分放大器的其中一個第二電阻的一端連接至第一晶體三極管的第一輸入端且該第二電阻的另一端連接至第一晶體三極管的輸出端，所述第一差分放大器的其中另一個第二電阻的一端連接至第一晶體三極管的第二輸入端且該第二電阻的另一端連接至接地線。

優(yōu)選的，所述第二差分放大器包括兩個第一電阻、兩個第二電阻以及第一晶體三極管。

優(yōu)選的，所述第二差分放大器的其中一個第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第一輸入端，所述第二差分放大器的其中另一個第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第二輸入端，所述第二差分放大器的其中一個第二電阻的一端連接至第一晶體三極管的第一輸入端且該第二電阻的另一端連接至第一晶體三極管的輸出端，所述第二差分放大器的其中另一個第二電阻的一端連接至第一晶體三極管的第二輸入端且該第二電阻的另一端連接至接地線。

優(yōu)選的，所述第三差分放大器包括兩個第三電阻、兩個第四電阻以及第二晶體三極管。

優(yōu)選的，所述第三差分放大器的其中一個第三電阻串聯(lián)至第二晶體三極管的第一輸入端，所述第三差分放大器的其中另一個第三電阻串聯(lián)至第二晶體三極管的第二輸入端，所述第三差分放大器的其中一個第四電阻的一端連接至第二晶體三極管的第一輸入端且該第四電阻的另一端連接至第二晶體三極管的輸出端，所述第三差分放大器的其中另一個第四電阻的一端連接至第二晶體三極管的第二輸入端且該第四電阻的另一端連接至接地線。

優(yōu)選的，所述第一生物傳感器用于感測第一波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的第一微信號，第二生物傳感器用于感測第二波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的第二微信號，第三生物傳感器用于感測第三波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的第三微信號，第四生物傳感器用于感測第四波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的第四微信號。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述微信號精密測量電路采用上述技術(shù)方案，取得了如下的技術(shù)效果：通過獲取四路微弱的特征電信號并通過多級差分放大器進行差分運算并進行高倍數(shù)放大得到測量特征信號，從而能夠準(zhǔn)確測量出微弱的特征電信號。

附圖說明

圖1是本實用新型微信號精密測量電路優(yōu)選實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

為更進一步闡述本實用新型為達成上述目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本實用新型的具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，圖1是本實用新型微信號精密測量電路優(yōu)選實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述微信號精密測量電路1包括第一生物傳感器2、第二生物傳感器3、第三生物傳感器4、第四生物傳感器5、第一差分放大器11、第二差分放大器12、第三差分放大器13、ADC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)放大芯片14以及單片機15。第一差分放大器11的第一輸入端連接至第一生物傳感器2，第一差分放大器11的第二輸入端連接至第二生物傳感器3，第二差分放大器12的第一輸入端連接至第三生物傳感器4，第二差分放大器12的第二輸入端連接至第四生物傳感器5。第一差分放大器11的輸出端連接至第三差分放大器13的第一輸入端，第二差分放大器12的輸出端連接至第三差分放大器13的第二輸入端，第三差分放大器13的輸出端連接至所述AD放大芯片14的輸入端，ADC放大芯片14的輸出端連接至單片機15。

所述第一生物傳感器2用于從目標(biāo)檢測對象獲取第一微信號，第二生物傳感器3用于從目標(biāo)檢測對象獲取第二微信號，第三生物傳感器4用于從目標(biāo)檢測對象獲取第三微信號，第四生物傳感器5用于從目標(biāo)檢測對象獲取第四微信號。在本實施例中，通過分別使用四種不同波長的紅外光照射到目標(biāo)檢測對象上，因此，第一微信號是第一生物傳感器2感測到第一波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的特征電信號，第二微信號是第二生物傳感器3感測到第二波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的特征電信號，第三微信號是第三生物傳感器4感測到第三波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的特征電信號，第四微信號是第四生物傳感器5感測到第四波長紅外光照射在目標(biāo)檢測對象上產(chǎn)生的特征電信號。本實施例通過獲取四種不同波長的紅外光照射到目標(biāo)檢測對象上的四種微信號，并對四種微信號進行多級差分運算并放大即可測量出目標(biāo)檢測對象的測量特征信號。例如，需要測量人體血糖濃度時，分別使用四種不同波長的紅外光照射到人體血糖測量部位(目標(biāo)檢測部位)，即可通過四個生物傳感器分別獲得四種微弱的血糖濃度電信號，再通過所述微信號精密測量電路1進行多級差分運算并放大即可得到人體血糖濃度信號，并輸出至單片機5進行后續(xù)的血糖濃度分析。

在本實施例中，第一差分放大器11和第二差分放大器12均包括兩個第一電阻R1、兩個第二電阻R2以及一個第一晶體三極管Q1。第一差分放大器11的其中一個第一電阻R1串聯(lián)至第一晶體三極管Q1的第一輸入端，第一差分放大器11的其中另一個第一電阻R1串聯(lián)至第一晶體三極管Q1的第二輸入端；第一差分放大器11的其中一個第二電阻R2的一端連接至第一晶體三極管Q1的第一輸入端且該第二電阻R2的另一端連接至第一晶體三極管Q1的輸出端，第一差分放大器11的其中另一個第二電阻R2的一端連接至第一晶體三極管Q1的第二輸入端且該第二電阻R2的另一端連接至接地線。第二差分放大器12的其中一個第一電阻R1串聯(lián)至第一晶體三極管Q1的第一輸入端，第二差分放大器12的其中另一個第一電阻R1串聯(lián)至第一晶體三極管Q1的第二輸入端；第二差分放大器12的其中一個第二電阻R2的一端連接至第一晶體三極管Q1的第一輸入端且該第二電阻R2的另一端連接至第一晶體三極管Q1的輸出端，第二差分放大器12的其中另一個第二電阻R2的一端連接至第一晶體三極管Q1的第二輸入端且該第二電阻R2的另一端連接至接地線。

第一差分運放器11用于從第一生物傳感器2獲取第一微信號并從第二生物傳感器3獲取第二微信號，以及將第一微信號和第二微信號通過該第一差分運放器11的放大倍數(shù)進行差分運算并放大得到第一差分信號。所述第二差分放大器12用于從第三生物傳感器4獲取第三微信號并從第四生物傳感器5獲取第四微信號，以及將第三微信號和第四微信號通過該第二差分放大器12的放大倍數(shù)進行差分運算并放大得到第二差分信號。第一差分放大器11的放大倍數(shù)等于第一差分放大器11中的第二電阻R2和第一電阻R1的電阻值的比值，第二差分放大器12的放大倍數(shù)與第一差分放大器11的放大倍數(shù)相等。

在本實施例中，第一差分放大器11的溫度系數(shù)K1由第一差分放大器11中的第二電阻R2和第一電阻R1的溫度系數(shù)確定?？梢岳斫?，所述某一個電阻的溫度系數(shù)是指當(dāng)溫度改變1℃時該電阻的電阻值的相對變化值，單位為ppm/℃。例如，第一電阻R1的溫度系數(shù)表示為QCR1＝ΔR1/R1·ΔT，第二電阻R2的溫度系數(shù)表示為QCR2＝ΔR2/R2·ΔT，其中，QCR1為第一電阻R1的溫度系數(shù)，QCR2為第二電阻R2的溫度系數(shù)，ΔT為溫度變化值，ΔR1是指在溫度變化下第一電阻R1的電阻變化值，ΔR2是指在溫度變化下第二電阻R2的電阻變化值，/代表除法運算，·代表乘法運算。在實際應(yīng)用時，溫度系數(shù)通常采用平均溫度系數(shù)，且有負(fù)溫度系數(shù)、正溫度系數(shù)及在某一特定溫度下電阻只會發(fā)生突變的臨界溫度系數(shù)。所述第一差分放大器11的溫度系數(shù)K1等于第二電阻R2的溫度系數(shù)QCR2與第一電阻R1的溫度系數(shù)QCR1的比值，即：K1＝QCR2/QCR1。所述第二差分放大器12的溫度系數(shù)與第一差分放大器11的溫度系數(shù)相等。

在本實施例中，第三差分放大器13包括兩個第三電阻R3、兩個第四電阻R4以及一個第二晶體三極管Q2。第三差分放大器13的其中一個第三電阻R3串聯(lián)至第二晶體三極管Q2的第一輸入端，其中另一個第三電阻R3串聯(lián)至第二晶體三極管Q2的第二輸入端；第三差分放大器13的其中一個第四電阻R4的一端連接至第二晶體三極管Q2的第一輸入端且另一端連接至第二晶體三極管Q2的輸出端，其中另一個第四電阻R4的一端連接至第二晶體三極管Q2的第二輸入端且另一端連接至接地線。

所述第三差分放大器13用于將第一差分信號和第二差分信號通過該第三差分放大器13的放大倍數(shù)進行差分運算并放大得到測量特征信號。在本實施例中，所述第三差分放大器13的放大倍數(shù)等于第三差分放大器13中的第四電阻R4和第三電阻R3的電阻值的比值。所述第三差分放大器13的溫度系數(shù)K2由第三差分放大器13中的第四電阻R4和第三電阻R3的溫度系數(shù)確定。例如，第三電阻R3的溫度系數(shù)表示為QCR3＝ΔR3/R3·ΔT，第四電阻R4的溫度系數(shù)表示為QCR4＝ΔR4/R4·ΔT，其中，QCR3為第三電阻R3的溫度系數(shù)，QCR4為第四電阻R4的溫度系數(shù)，ΔT為溫度變化值，ΔR3是指在溫度變化下第三電阻R3的電阻變化值，ΔR4是指在溫度變化下第四電阻R4的電阻變化值，/代表除法運算，·代表乘法運算。所述第三差分放大器13的溫度系數(shù)K2等于第四電阻R4的溫度系數(shù)QCR4與第三電阻R3的溫度系數(shù)QCR3的比值，即：K2＝QCR4/QCR3。

在本實施例中，所述ADC放大芯片14包括，但不僅限于，放大電路芯片141和ADC電路芯片142。所述放大電路芯片141的輸入端連接至第三差分放大器13的輸出端，所述放大電路芯片141的輸出端連接至ADC電路芯片142的輸入端，所述ADC電路芯片142的輸出端連接至所述單片機15。所述放大電路芯片141用于將所述測量特征信號通過該放大電路芯片141的放大倍數(shù)進行信號放大后輸出至ADC電路芯片142，該ADC電路芯片142用于將放大后的測量特征信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換并輸出至單片機15，以便進行后續(xù)的信號測量分析。

在本實施例中，所述放大電路芯片141為現(xiàn)有技術(shù)中的放大電路組成，所述ADC電路芯片142均為現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，所述放大電路芯片141的放大倍數(shù)為該放大電路芯片141的固有特定值，即該放大電路芯片141固有的放大屬性，但在工作時會受到該放大電路芯片141的溫度系數(shù)K3產(chǎn)生溫度漂移的影響。所述放大電路芯片141的溫度系數(shù)K3為該放大電路芯片141固有的溫度特性，其反映該放大電路芯片141在工作溫度變化的情況下造成放大電路芯片141發(fā)生溫度漂移的嚴(yán)重程度。所述放大電路芯片141隨著工作溫度變化會產(chǎn)生溫度漂移現(xiàn)象對測量特征信號產(chǎn)生信號干擾，從而導(dǎo)致測量特征信號被淹沒在干擾信號之中，因此無法準(zhǔn)確地測量出測量特征信號。在本實施例中，通過確定第一差分放大器11和第二差分放大器12中的第一電阻R1和第二電阻R2的溫度系數(shù)，以及通過確定第三差分放大器13中的第三電阻R3和第四電阻R4的溫度系數(shù)，使得第一差分放大器11的溫度系數(shù)K1和第三差分放大器13的溫度系數(shù)K2的乘積與所述放大電路芯片141的溫度系數(shù)K3大小相等且符號相反，因此使得第一差分放大器11和第三差分放大器13產(chǎn)生的溫度漂移對信號干擾的影響與放大電路芯片141產(chǎn)生的溫度漂移對信號干擾的影響相互抵消，從而能夠消除微弱信號在高倍數(shù)放大電路進行信號放大時所遇到的溫度漂移產(chǎn)生的信號干擾，提高測量微弱信號的準(zhǔn)確性。

以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效功能變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。