一种双模信号的高阶处理电路

本技术涉及电子电路，特别是涉及一种集成硬件温漂补偿功能的双模信号高阶处理电路，主要应用于精密传感信号调理及生物医学信号采集系统。

背景技术：

1、在精密传感信号调理系统中，压阻式电桥等传感器通常输出微伏级差分模拟信号，前端需完成差分放大、基准偏置与滤波整形后送入模数转换器。为提升测量稳定性，双模传感组件常同步输出主传感信号与温度参考信号，用于对温度相关漂移进行修正；常见方案为主信号经仪表放大器放大并偏置到单电源中点，温度信号由独立通道采样后在mcu侧补偿，亦有方案在模拟链路中引入虚地与叠加网络实现两路融合。

2、然而，现有方案中温漂补偿常在采样后由mcu进行，或者温度信号与主信号采用分通道、非同步的处理路径，容易使温漂相关的直流偏置在模拟前端逐级累积并占用输出摆幅裕量，导致有效动态范围被压缩，进而增加后续放大或采样环节出现削顶的风险；此外，在单电源应用中，虚地基准若输出阻抗偏高或稳定性不足，也会引入基准漂移与共模耦合，进一步影响双极性信号围绕中点电位的线性摆幅与一致性。

3、因此，仍需要一种能够在模拟链路中基于稳定虚地基准实现两路信号同步叠加、并对温漂引起的基线漂移进行硬件抵消的电路结构。鉴于此，本实用新型提出一种双模信号的高阶处理电路以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对背景技术中所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种双模信号的高阶处理电路。该电路通过精密虚地基准发生单元提供稳定的中点偏置基准，并在温漂补偿与高阶滤波单元中基于硬件模拟加法拓扑对环境温度参考信号与预放大主信号进行加权叠加，以减小压阻模拟信号中温漂分量引起的直流基线漂移、降低直流偏置对动态范围的占用并减小削顶风险，同时结合有源低通滤波抑制高频噪声，从而提高单电源精密采样场景下的信号稳定性与可采样性。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种双模信号的高阶处理电路，其包括：双模传感与接口单元、前置差分放大单元、精密虚地基准发生单元以及温漂补偿与高阶滤波单元；

4、其中，所述双模传感与接口单元设有用于输出主传感信号的第一路输出端以及用于输出环境模态信号的第二路输出端，所述第一路输出端包括用于输出差分压力信号的第一信号输出端与第二信号输出端；

5、其中，所述前置差分放大单元的差分输入端分别连接所述第一信号输出端与第二信号输出端，被配置为对差分压力信号进行高增益差分放大，并输出预放大主信号；

6、其中，所述温漂补偿与高阶滤波单元，具有主信号输入端、补偿信号输入端和一个合成输出端；所述主信号输入端连接所述前置差分放大单元的输出端，所述补偿信号输入端通过内置的比例调节网络连接所述双模传感与接口单元的第二路输出端；

7、其中，所述精密虚地基准发生单元，其输出端分别连接至所述前置差分放大单元与所述温漂补偿与高阶滤波单元的参考端，被配置为提供共用的模拟偏置基准电压。

8、进一步地，所述双模传感与接口单元包括用于连接压阻式电桥的桥路接口和用于连接温度敏感元件的温度信号接口；所述桥路接口耦合至所述第一路输出端，所述温度信号接口耦合至所述第二路输出端，以实现双模信号的独立提取。

9、进一步地，所述前置差分放大单元采用仪表放大器，其参考电压引脚（ref）连接至所述精密虚地基准发生单元的输出端，以基于虚地电位进行双极性放大。

10、进一步地，所述精密虚地基准发生单元包括精密分压网络及连接于该网络输出端的电压跟随器，被配置为产生并驱动一个低输出阻抗的中间电位基准（例如1/2电源电压）。

11、进一步地，所述温漂补偿与高阶滤波单元的核心包括模拟加法器电路，被配置为将来自所述第二路输出端的温度信号经比例调节后，与来自所述前置差分放大单元的主信号进行反相加权叠加，以抵消预放大主信号中的温漂分量；所述模拟加法器电路引入有源低通滤波特性并构成有源低通滤波器，用于对温漂补偿后的合成信号进行低通滤波以抑制高频噪声。

12、与现有技术相比，本实用新型提出的一种双模信号的高阶处理电路，具有以下技术效果和优点：

13、通过采用上述技术方案，温漂补偿与高阶滤波单元能够在模拟链路中对温漂相关的直流基线漂移进行加权抵消，使输出直流基线更稳定地围绕虚地参考电压附近变化，从而在单电源供电条件下扩展有效动态范围并降低削顶风险；同时，电路在前端完成叠加与滤波，无需依赖采样后的软件运算即可获得温漂抑制效果，具有处理路径短、时延低、抗干扰能力强等特点，从而提升精密测量应用中的稳定性与一致性。

1.一种双模信号的高阶处理电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种双模信号的高阶处理电路，其特征在于，所述双模传感与接口单元（100）包括传感器接口（101）；

3.根据权利要求1所述的一种双模信号的高阶处理电路，其特征在于，所述精密虚地基准发生单元（400）包括分压网络（401）和电压跟随器（402）；

4.根据权利要求1所述的一种双模信号的高阶处理电路，其特征在于，所述前置差分放大单元（200）包括仪表放大器（201）及增益设置组件（202）；

5.根据权利要求4所述的一种双模信号的高阶处理电路，其特征在于，所述增益设置组件（202）由固定电阻（r3）和可调电位器（r_pot2）串联组成。

6.根据权利要求1所述的一种双模信号的高阶处理电路，其特征在于，所述温漂补偿与高阶滤波单元（300）包括运算放大器（301）及温度补偿网络（302）；

7.根据权利要求6所述的一种双模信号的高阶处理电路，其特征在于，所述温度补偿网络（302）包含温度输入电阻（r8）和反馈补偿电阻（r12）；