本發(fā)明涉及信號(hào)測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償裝置及方法。

背景技術(shù)：

微信號(hào)的放大是信號(hào)測(cè)量和計(jì)量的基礎(chǔ)，對(duì)于50mV以內(nèi)的微小信號(hào)，無法直接用于AD采樣等芯片，必須通過放大電路將信號(hào)放大后才能測(cè)量出來。微信號(hào)測(cè)量往往是信號(hào)測(cè)量中的難點(diǎn)，50mV以內(nèi)的微小信號(hào)很難被信號(hào)測(cè)量電路檢測(cè)得到。一般地，生物傳感器(例如體征監(jiān)測(cè)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(hào)都比較微弱，由于被測(cè)生物電信號(hào)很弱，因此必須通過放大電路將被測(cè)生物電信號(hào)放大后才能測(cè)量出來?，F(xiàn)有信號(hào)測(cè)量設(shè)備中的放大電路對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大時(shí)，放大電路往往會(huì)產(chǎn)生溫度漂移現(xiàn)象而造成較強(qiáng)的信號(hào)干擾，導(dǎo)致微弱的生物電信號(hào)則會(huì)被淹沒在干擾信號(hào)之中，因此導(dǎo)致造成微弱的被測(cè)生物電信號(hào)的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，甚至無法測(cè)量出微弱的被測(cè)生物電信號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償裝置及方法，旨在解決在測(cè)量微弱信號(hào)時(shí)因放大電路產(chǎn)生的溫度漂移而造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償裝置，該裝置連接有第一生物傳感器、第二生物傳感器、第三生物傳感器以及第四生物傳感器，所述溫度漂移補(bǔ)償裝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放大芯片以及單片機(jī)，所述第一差分放大器和第二差分放大器均包括兩個(gè)第一電阻以及兩個(gè)第二電阻，所述第三差分放大器包括兩個(gè)第三電阻以及兩個(gè)第四電阻，其中：

所述第一差分運(yùn)放器用于從第一生物傳感器獲取第一微信號(hào)并從第二生物傳感器獲取第二微信號(hào)，以及將第一微信號(hào)和第二微信號(hào)通過該第一差分運(yùn)放器的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第一差分信號(hào)；

所述第二差分放大器用于從第三生物傳感器獲取第三微信號(hào)并從第四生物傳感器獲取第四微信號(hào)，以及將第三微信號(hào)和第四微信號(hào)通過該第二差分放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第二差分信號(hào)；

所述第三差分放大器用于將第一差分信號(hào)和第二差分信號(hào)通過該第三差分放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到測(cè)量特征信號(hào)；

所述ADC放大芯片包括放大電路芯片以及ADC電路芯片，所述放大電路芯片用于將所述測(cè)量特征信號(hào)通過放大電路芯片的放大倍數(shù)進(jìn)行信號(hào)放大后輸出至ADC電路芯片；

其中，第一差分放大器的溫度系數(shù)等于第二電阻的溫度系數(shù)與第一電阻的溫度系數(shù)的比值，第二差分放大器的溫度系數(shù)與第一差分放大器的溫度系數(shù)相等，第三差分放大器的溫度系數(shù)等于第四電阻的溫度系數(shù)與第三電阻的溫度系數(shù)的比值，第一差分放大器的溫度系數(shù)和第三差分放大器的溫度系數(shù)的乘積與放大電路芯片的溫度系數(shù)大小相等且符號(hào)相反。

進(jìn)一步地，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(jī)。

進(jìn)一步地，所述第一差分放大器還包括第一晶體三極管，第一差分放大器的其中一個(gè)第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第一輸入端，第一差分放大器的其中另一個(gè)第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第二輸入端，第一差分放大器的其中一個(gè)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，第一差分放大器的其中另一個(gè)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。

進(jìn)一步地，所述第二差分放大器還包括第一晶體三極管，第二差分放大器的其中一個(gè)第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第一輸入端，第二差分放大器的其中另一個(gè)第一電阻串聯(lián)至第一晶體三極管的第二輸入端，第二差分放大器的其中一個(gè)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，第二差分放大器的其中另一個(gè)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。

進(jìn)一步地，所述第三差分放大器還包括第二晶體三極管，其中一個(gè)第三電阻串聯(lián)至第二晶體三極管的第一輸入端，其中另一個(gè)第三電阻串聯(lián)至第二晶體三極管的第二輸入端，其中一個(gè)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，其中另一個(gè)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。

進(jìn)一步地，所述ADC電路芯片用于將放大后的測(cè)量特征信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并輸出至所述單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)測(cè)量分析。

進(jìn)一步地，所述第一生物傳感器用于感測(cè)第一波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的第一微信號(hào)，第二生物傳感器用于感測(cè)第二波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的第二微信號(hào)，第三生物傳感器用于感測(cè)第三波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的第三微信號(hào)，第四生物傳感器用于感測(cè)第四波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的第四微信號(hào)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償方法，應(yīng)用于溫度漂移補(bǔ)償裝置中，該裝置連接有第一生物傳感器、第二生物傳感器、第三生物傳感器以及第四生物傳感器，所述溫度漂移補(bǔ)償裝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放大芯片以及單片機(jī)，第一差分放大器和第二差分放大器均包括兩個(gè)第一電阻以及兩個(gè)第二電阻，第三差分放大器包括兩個(gè)第三電阻以及兩個(gè)第四電阻，所述ADC放大芯片包括放大電路芯片和ADC電路芯片，其中，所述用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償方法包括如下步驟：

所述第一差分運(yùn)放器從第一生物傳感器獲取第一微信號(hào)并從第二生物傳感器獲取第二微信號(hào)；

所述第一差分運(yùn)放器將第一微信號(hào)和第二微信號(hào)通過該第一差分運(yùn)放器的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第一差分信號(hào)；

所述第二差分放大器從第三生物傳感器獲取第三微信號(hào)并從第四生物傳感器獲取第四微信號(hào)；

所述第二差分放大器將第三微信號(hào)和第四微信號(hào)通過該第二差分放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第二差分信號(hào)；

所述第三差分放大器將第一差分信號(hào)和第二差分信號(hào)通過該第三差分放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到測(cè)量特征信號(hào)；

所述放大電路芯片將所述測(cè)量特征信號(hào)通過該放大電路芯片的放大倍數(shù)進(jìn)行信號(hào)放大后輸出至ADC電路芯片；

其中，第一差分放大器的溫度系數(shù)等于第二電阻的溫度系數(shù)與第一電阻的溫度系數(shù)的比值，第二差分放大器的溫度系數(shù)與第一差分放大器的溫度系數(shù)相等，第三差分放大器的溫度系數(shù)等于第四電阻的溫度系數(shù)與第三電阻的溫度系數(shù)的比值，第一差分放大器的溫度系數(shù)和第三差分放大器的溫度系數(shù)的乘積與放大電路芯片的溫度系數(shù)大小相等且符號(hào)相反。

進(jìn)一步地，所述第一微信號(hào)是第一生物傳感器感測(cè)到第一波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第二微信號(hào)是第二生物傳感器感測(cè)到第二波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第三微信號(hào)是第三生物傳感器感測(cè)到第三波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第四微信號(hào)是第四生物傳感器感測(cè)到第四波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述ADC放大芯片還包括ADC電路芯片，所述用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償方法還包括步驟：所述ADC電路芯片將放大后的測(cè)量特征信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并輸出至所述單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)測(cè)量分析。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償裝置及方法采用上述技術(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(hào)并通過多級(jí)差分放大器進(jìn)行差分運(yùn)算并進(jìn)行高倍數(shù)放大得到測(cè)量特征信號(hào)，從而能夠測(cè)量出微弱的特征電信號(hào)；利用多級(jí)差分放大器產(chǎn)生的溫度漂移對(duì)微弱信號(hào)干擾的影響抵消掉放大電路芯片本身產(chǎn)生的溫度漂移對(duì)微弱信號(hào)干擾的影響，從而能夠消除微弱信號(hào)在高倍數(shù)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大時(shí)所遇到的溫度漂移產(chǎn)生的信號(hào)干擾，提高測(cè)量微弱信號(hào)的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償裝置優(yōu)選實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償方法優(yōu)選實(shí)施例的方法流程圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)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(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，圖1是本發(fā)明用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償裝置優(yōu)選實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，所述溫度漂移補(bǔ)償裝置1包括，但不僅限于，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(jī)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ADC放大芯片14，所述ADC放大芯片14連接至單片機(jī)15。

所述第一生物傳感器2用于從目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象獲取第一微信號(hào)，第二生物傳感器3用于從目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象獲取第二微信號(hào)，第三生物傳感器4用于從目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象獲取第三微信號(hào)，第四生物傳感器5用于從目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象獲取第四微信號(hào)。在本實(shí)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(cè)對(duì)象上，因此，第一微信號(hào)是第一生物傳感器2感測(cè)到第一波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第二微信號(hào)是第二生物傳感器3感測(cè)到第二波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第三微信號(hào)是第三生物傳感器4感測(cè)到第三波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第四微信號(hào)是第四生物傳感器5感測(cè)到第四波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)。本實(shí)施例通過獲取四種不同波長的紅外光照射到目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上的四種微信號(hào)，并對(duì)四種微信號(hào)進(jìn)行多級(jí)差分運(yùn)算并放大即可測(cè)量出目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象的測(cè)量特征信號(hào)。例如，需要測(cè)量人體血糖濃度時(shí)，分別使用四種不同波長的紅外光照射到人體血糖測(cè)量部位(目標(biāo)檢測(cè)部位)，即可通過四個(gè)生物傳感器分別獲得四種微弱的血糖濃度電信號(hào)，再通過所述溫度漂移補(bǔ)償裝置1進(jìn)行多級(jí)差分運(yùn)算并放大即可得到人體血糖濃度信號(hào)，并輸出至單片機(jī)5進(jìn)行后續(xù)的血糖濃度分析。

在本實(shí)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(gè)第一電阻R1、兩個(gè)第二電阻R2以及一個(gè)第一晶體三極管Q1。第一差分放大器11的其中一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(yùn)放器11用于從第一生物傳感器2獲取第一微信號(hào)并從第二生物傳感器3獲取第二微信號(hào)，以及將第一微信號(hào)和第二微信號(hào)通過該第一差分運(yùn)放器11的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第一差分信號(hào)。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(hào)并從第四生物傳感器5獲取第四微信號(hào)，以及將第三微信號(hào)和第四微信號(hào)通過該第二差分放大器12的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第二差分信號(hào)。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(shí)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(gè)電阻的溫度系數(shù)是指當(dāng)溫度改變1℃時(shí)該電阻的電阻值的相對(duì)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(yùn)算，·代表乘法運(yùn)算。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，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(huì)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(shí)施例中，第三差分放大器13包括兩個(gè)第三電阻R3、兩個(gè)第四電阻R4以及一個(gè)第二晶體三極管Q2。第三差分放大器13的其中一個(gè)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(gè)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(gè)第四電阻R4的一端連接至第二晶體三極管Q2的第一輸入端且該第四電阻R4的另一端連接至第二晶體三極管Q2的輸出端，其中另一個(gè)第四電阻R4的一端連接至第二晶體三極管Q2的第二輸入端且該第四電阻R4的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(hào)和第二差分信號(hào)通過該第三差分放大器13的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到測(cè)量特征信號(hào)。在本實(shí)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(yùn)算，·代表乘法運(yùn)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(shí)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(jī)15。所述放大電路芯片141用于將所述測(cè)量特征信號(hào)通過該放大電路芯片141的放大倍數(shù)進(jìn)行信號(hào)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(cè)量特征信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并輸出至單片機(jī)15，以便進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)測(cè)量分析。

在本實(shí)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(shí)會(huì)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(huì)產(chǎn)生溫度漂移現(xiàn)象對(duì)測(cè)量特征信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)干擾，從而導(dǎo)致測(cè)量特征信號(hào)被淹沒在干擾信號(hào)之中，因此無法準(zhǔn)確地測(cè)量出測(cè)量特征信號(hào)。在本實(shí)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(hào)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(duì)信號(hào)干擾的影響與放大電路芯片141產(chǎn)生的溫度漂移對(duì)信號(hào)干擾的影響相互抵消，從而能夠消除微弱信號(hào)在高倍數(shù)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大時(shí)所遇到的溫度漂移產(chǎn)生的信號(hào)干擾，提高測(cè)量微弱信號(hào)的準(zhǔn)確性。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償方法，應(yīng)用于如圖1所示的溫度漂移補(bǔ)償裝置1中。如圖2所示，圖2是本發(fā)明用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償方法優(yōu)選實(shí)施例的方法流程圖。在本實(shí)施例中，所述的溫度漂移補(bǔ)償方法包括步驟S21至步驟S27。

步驟S21，第一差分放大器從第一生物傳感器獲取第一微信號(hào)并從第二生物傳感器獲取第二微信號(hào)；具體地，第一差分運(yùn)放器11從第一生物傳感器2獲取第一微信號(hào)并從第二生物傳感器3獲取第二微信號(hào)。在本實(shí)施例中，所述第一微信號(hào)是由第一生物傳感器2感測(cè)第一波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第二微信號(hào)是由第二生物傳感器3感測(cè)第二波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)。

步驟S22，第一差分放大器將第一微信號(hào)和第二微信號(hào)通過第一差分運(yùn)放器11的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第一差分信號(hào)；具體地，第一差分運(yùn)放器11將第一微信號(hào)和第二微信號(hào)通過該第一差分運(yùn)放器11的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第一差分信號(hào)。所述第一差分運(yùn)放器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，并受到第一差分運(yùn)放器11的溫度系數(shù)K1產(chǎn)生溫度漂移的影響。在本實(shí)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。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(yùn)算，·代表乘法運(yùn)算。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，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(huì)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)的QCR1的比值，即：K1＝QCR2/QCR1。

步驟S23，第二差分放大器從第三生物傳感器獲取第三微信號(hào)并從第四生物傳感器獲取第四微信號(hào)；具體地，第二差分放大器12從第三生物傳感器4獲取第三微信號(hào)并從第四生物傳感器5獲取第四微信號(hào)。在本實(shí)施例中，所述第三微信號(hào)是由第三生物傳感器4感測(cè)第三波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)，第四微信號(hào)是由第四生物傳感器5感測(cè)第四波長紅外光照射在目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生的特征電信號(hào)。

步驟S24，第二差分放大器將第三微信號(hào)和第四微信號(hào)通過該第二差分放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第二差分信號(hào)；具體地，第二差分放大器12將第三微信號(hào)和第四微信號(hào)通過該第二差分放大器12的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到第二差分信號(hào)。在本實(shí)施例中，所述第二差分放大器12的放大倍數(shù)與第一差分放大器11的放大倍數(shù)相等。

步驟S25，第三差分放大器將第一差分信號(hào)和第二差分信號(hào)通過該第三差分放大器的第二放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到測(cè)量特征信號(hào)；具體地，第三差分放大器13將第一差分信號(hào)和第二差分信號(hào)通過該第三差分放大器13的放大倍數(shù)進(jìn)行差分運(yùn)算并放大得到測(cè)量特征信號(hào)。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，并受到第三差分放大器13的溫度系數(shù)K2產(chǎn)生溫度漂移的影響。在本實(shí)施例中，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(yùn)算，·代表乘法運(yùn)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。

步驟S26，放大電路芯片將測(cè)量特征信號(hào)通過該放大電路芯片的放大倍數(shù)進(jìn)行信號(hào)放大后輸出至ADC電路芯片；具體地，放大電路芯片141將所述測(cè)量特征信號(hào)通過該放大電路芯片141的放大倍數(shù)進(jìn)行信號(hào)放大后輸出至ADC電路芯片142。在本實(shí)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固有放大屬性，但在工作時(shí)會(huì)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(huì)產(chǎn)生溫度漂移現(xiàn)象對(duì)測(cè)量特征信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)干擾，從而導(dǎo)致測(cè)量特征信號(hào)被淹沒在干擾信號(hào)之中，因此無法準(zhǔn)確地測(cè)量出測(cè)量特征信號(hào)。在本實(shí)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(hào)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(duì)微弱信號(hào)干擾的影響與放大電路芯片141產(chǎn)生的溫度漂移對(duì)微弱信號(hào)干擾的影響相互抵消，從而能夠消除微弱信號(hào)在高倍數(shù)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大時(shí)溫度漂移產(chǎn)生的信號(hào)干擾。

步驟S27，ADC電路芯片將放大后的測(cè)量特征信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出至單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)測(cè)量分析；具體地，ADC電路芯片142將放大后的測(cè)量特征信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并輸出至單片機(jī)15，以便進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)測(cè)量分析。

本發(fā)明所述用于測(cè)量微信號(hào)的溫度漂移補(bǔ)償裝置及方法，通過獲取四路微弱的特征電信號(hào)并通過多級(jí)差分放大器進(jìn)行差分運(yùn)算并進(jìn)行高倍數(shù)放大得到測(cè)量特征信號(hào)，從而能夠測(cè)量出微弱的特征電信號(hào)；利用多級(jí)差分放大器產(chǎn)生的溫度漂移對(duì)微弱信號(hào)干擾的影響抵消掉放大電路芯片本身產(chǎn)生的溫度漂移對(duì)微弱信號(hào)干擾的影響，從而能夠消除微弱信號(hào)在高倍數(shù)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大時(shí)所遇到的溫度漂移產(chǎn)生的信號(hào)干擾，提高測(cè)量微弱信號(hào)的準(zhǔn)確性。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(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(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。