[发明专利]一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路及方法

权利要求书

1.一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于包括：差分信号输入电路、多级交叉耦合放大电路和输出耦合电路；

外部输入的两路微小电流信号送入差分信号输入电路中，差分信号输入电路将所述微小电流信号转换为电压信号，滤波后输出差分电压信号Pi和Ni给多级交叉耦合放大电路；

多级交叉耦合放大电路对输入到其中的电压信号进行多级交叉耦合放大，将生成的信号以差分的形式输出到输出耦合电路，经输出耦合电路最终生成一路数字信号输出，实现微小差分信号的放大。

2.根据权利要求1所述的一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于：所述差分信号输入电路包括两个IV转换电路和两个隔直滤波电路，外部输入的两路微小电流信号分别送入两个IV转换电路中，转换为电压信号后，通过隔直滤波电路隔直输出差分电压信号Pi和Ni。

3.根据权利要求1所述的一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于：所述多级交叉耦合放大电路由多个单级交叉耦合放大电路级联组成，每个单级交叉耦合放大电路均包括两个仪表放大器，

Pi和Ni交叉耦合输入第一级交叉耦合放大电路中的两个仪表放大器，随后经过多级的交叉耦合放大，将信号以差分的形式输出到输出耦合电路。

4.根据权利要求3所述的一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于：所述Pi和Ni交叉耦合具体是指：将输入Pi连接至第一仪表放大器的正极和第二仪表放大器的负极，Ni连接至第一仪表放大器的负极和第二仪表放大器的正极，所述第一仪表放大器和第二仪表放大器为第一级交叉耦合放大电路中包含的两个仪表放大器。

5.根据权利要求3所述的一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于：

第一仪表放大器的输出P₁为P₁＝β₁·(P_i-N_i)，第二仪表放大器的输出N₁为N₁＝β₁·(N_i-P_i)，第一仪表放大器和第二仪表放大器的增益均设置为β₁。

6.根据权利要求3所述的一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于：所述经过多级的交叉耦合放大后，生成的信号P_n和N_n，具体为：

P_n＝β₁β₂…β_n·2^n-1·(P_i-N_i)；

N_n＝β₁β₂…β_n·2^n-1·(N_i-P_i)；

其中，n为级数，β₁、β₂、…、β_n依次为每一级交叉耦合放大电路中的仪表放大器的增益。

7.根据权利要求1所述的一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于：所述输出耦合电路包括隔直滤波电路以及模数转换电路，输入的差分信号进行隔直滤波处理，然后以差分的形式进入模数转换电路进行模数转换，生成一路数字信号输出。

8.根据权利要求1所述的一种多级交叉耦合微小差分信号放大电路，其特征在于：微小电流信号为nA或μA级。