CN212518919U - 一种适用于dna测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：n组前端放大装置同时检测n个不同的DNA测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给n选1数据选器；所述n选1数据选择器接收n组所述n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入单位增益缓冲器的通道，通过单位缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。通过本实用新型实施例，可以在闪烁噪声严重的频段情况下顺利把微小的DNA测序信号放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。

Description

一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器

技术领域

本实用新型涉及基因检测领域，特别涉及一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器。

背景技术

目前，由于其极高的检测可靠性，DNA(DeoxyriboNucleic Acid，脱氧核糖核酸)测序技术正在成为生命科学及医疗科学研究的热点，得到了突飞猛进和日新月异的发展。

各种DNA测序技术中，由于DNA测序产生的信号都是很微弱的，需要对DNA测序产生的微弱信号进行放大。

然而，在对DNA测序产生的微弱信号进行放大过程中，都存在功耗损耗严重和存在闪烁噪声严重的低频噪声。即目前各种DNA测序技术都存在一个需要解决的问题，就是DNA测序产生的微弱信号在放大过程中如何减少功耗及噪声。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，可以在闪烁噪声严重的频段情况下顺利把微小的 DNA测序信号放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅再送至后端模拟数字转换电路做转换，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本实用新型实施例的一个方面，提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：

n组所述前端放大装置，用于同时检测n个不同的DNA测序信号，降低 DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出 n组放大信号给所述n选1数据选器；

所述n选1数据选择器，接收n组所述前端放大装置输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器的通道，通过所述单位缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。

与相关技术相比，本实用新型实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：n组所述前端放大装置，用于同时检测n个不同的DNA 测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给所述n选1数据选器；所述n选1数据选择器，接收n组所述前端放大装置输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器的通道，通过所述单位缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。通过本实用新型实施例，通过n组前端放大装置同时检测n个不同的DNA测序信号，再经由n选1的数据选择器选择送入单位增益缓冲器的通道，通过单位增益缓冲器推动后端模拟数字转换电路(ADC)的负载，可以在闪烁噪声严重的频段(005～4000Hz)情况下顺利把微小的DNA测序信号 (25uV～1mV)放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅再送至后端模拟数字转换电路做转换，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种前端放大装置中的低噪声放大电路的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的一种低噪声放大器LNA的电路结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的一种可调变式低通滤波器的电路结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的一种可变增益放大器的电路结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的一种轨对轨运算放大器的电路结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的一种运动噪声检测器电路结构及运行示意图。

图8为本实用新型实施例提供的一种单位增益缓冲器的电路结构示意图。

图9为本实用新型实施例提供的一种单位增益缓冲器的电路结构示意图。

图10为本实用新型实施例提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大***整体输入等效噪声仿真图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在一个实施例中，如图1和图2所示，本实用新型提供一种适用于DNA 测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，包括：n组前端放大装置10、n选1数据选择器20、单位增益缓冲器30；其中：

n组所述前端放大装置10，用于同时检测n个不同的DNA测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给所述n选1数据选器20。

所述n选1数据选择器20，接收n组所述前端放大装置10输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器30的通道，通过所述单位缓冲器30推动后端模拟数字转换电路(ADC)的负载。

在本实施例中，本实用新型所述的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，通过n组前端放大装置同时检测n个不同的DNA测序信号，再经由n选1的数据选择器选择送入单位增益缓冲器的通道，通过单位增益缓冲器推动后端模拟数字转换电路(ADC)的负载，可以在闪烁噪声严重的频段(005～4000Hz)情况下顺利把微小的DNA测序信号(25uV～1mV) 放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅再送至后端模拟数字转换电路做转换，从而在DNA测序产生的微弱信号在放大过程中减少功耗及噪声，增加信号的分辨率。本实用新型的低功耗低噪声前端感测放大器采用标准0.18μm CMOS工艺，电源为1V，每通道的功耗为18μW，具备抵抗运动噪声、阻绝高压刺激的功能，同时有可调带宽区分不同频段的DNA测序信号(低频电位： 0.05～250Hz；峰值：400～4000Hz)。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述前端放大装置10包括：低噪声放大电路11、可调变式低通滤波器(TLF)12、可变增益放大器(VGA) 13以及运动噪声检测器(MAD)14；其中：

所述低噪声放大电路11，用于降低DNA测序信号在低频段的噪声，并对降噪后的信号进行第一级放大，得到第一级放大信号，并将所述第一级放大信号送后所述可调变式低通滤波器12和可变增益放大器13。

所述可调变式低通滤波器12，用于对所述第一级放大信号进行低通滤波，形成不同截止频率的低通滤波信号。

所述可变增益放大器13，用于对所述低通滤波信号进行多种倍率的信号放大。

所述运动噪声检测器14，用于动态检测所述可变增益放大器13的输出端是否饱和，并输出控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路11的抵消取消开关的运作。

在一个实施例中，所述低噪声放大电路11，用于降低DNA测序信号在低频段的噪声，并对降噪后信号进行第一级放大，得到第一级放大信号，并将所述第一级放大信号送后所述可调变式低通滤波器12和可变增益放大器13。

如图2所示，所述低噪声放大电路11包括直流阻断电路111、高通转角电路、低噪声放大器(LNA)112。所述低噪声放大电路11通过所述直流阻断电路111、所述高通转角电路和所述低噪声放大器112，将DNA测序信号经过第一级增益放大后再送入后端的可调变式低通滤波器12和可变增益放大器13。

所述直流阻断电路111与所述低噪声放大器112的输入端连接，用于阻断所述低噪声放大器112的直流回流，可以避免所述低噪声放大器112直流回流造成DNA测序误差。

所述高通转角电路分别与所述低噪声放大器112的输入端和输出端连接，用于决定所述低噪声放大电路的高通转角。

其中，所述低噪声放大器112包括第一输入端inp和第二输入端inn，以及第一输出端outn和第二输出outp，所述第一输出端outn和所述第二输出端 outnp通过负载电容Cload后接地。

所述直流阻断电路111包括两个直流阻断电容C1，所述直流阻断电容C1 的一端连接在低噪声放大器112的输入端，另一端连接在信号端。具体为：一个直流阻断电容C1一端连接在低噪声放大器112的第一输入端inp，另一端连接在正极信号端PS；另一个直流阻断电容C1一端连接在低噪声放大器 112的第二输入端inn，另一端连接在负极信号端PS。

在本实施例中，通过所述直流阻断电容C1可以避免所述低噪声放大电路直流回流造成DNA测序误差。

正极信号端PS连接到感测探针上后再接到待测的DNA测序电极的正极上，而负极信号端NS(Negative Signal)则是接到参考探针后再接到待测体的DNA测序电极的负极上，当作参考电位。

所述高通转角电路由电容C2和电阻R2并联形成，所述电容C2与所述电阻R2并联后分别与所述低噪声放大器112的输入端和输出端连接。在本实施例中，所述低噪声放大电路11包括两路高通转角电路，其中一路高通转角电路由所述电容C2和电阻R2并联后分别连接在所述低噪声放大器112的第一输入端inp和第一输出端outn；另一路高通转角电路由所述电容C2和电阻 R2并联后分别连接在所述低噪声放大器112的第二输入端inn和第二输出端outp。

在本实施例中，为了让DNA测序信号(005～4000Hz)有效通过，把高通转角定在0.05Hz。为了节省电容的面积，电容C1设为50pF，电容C2设为 2.5pF，电阻R2采用伪电阻设计方法，设为600GΩ。所述低噪声放大电路11 的第一级增益为C1/C2＝20，将DNA测序信号先经过第一级增益放大后再送入后端的可调变式低通滤波器12和可变增益放大器13。

图3为所述低噪声放大器(LNA)112的电路结构示意图。在图3中，cmfb 为共模反馈信号，b1、b2、b4为驱动电压控制信号。为了降低低频段的闪烁噪声，输入MOS管M1和MOS管M2采用pMOS输入的方式，并把MOS 管尺寸做大。MOS管M1、MOS管M7、MOS管M8、MOS管M9的过驱动电压设计为0.1～0.15V，MOS管M3、MOS管M4、MOS管M10的过驱动电压设为0.3～0.35V，以此达到较好的信噪比。采用电流分流的方式，把加载 MOS管分成了MOS管M3和MOS管M4，因此每个加载MOS管的跨导值变为原来的一半，此时所贡献的闪变噪声电流谱密度将变为原来的一半，如下式所示：

式中，In为闪变噪声电流谱密度；gm为运算转导放大器中的跨导值；W、 L分别为MOS管的宽和长度；f为频率；k为比例系数；Cox为栅极和衬底之间的电容。

通过图3，可以使所述低噪声放大电路11的第一级的增益变为原来的两倍，可以有效压抑第二级噪音对输入参考噪声造成的影响。

在本实施例中，所述低噪声放大器LNA中，采用了低噪声电路设计技巧，并配合了电流分流的方式，有效的压低了闪烁噪声严重的低频噪声；采用了 PMOS与NMOS漏电流互补的伪电阻架构，以形成极高阻值的反馈电阻，降低输入电容面积。

在一个实施例中，如图4所示，所述可调变式低通滤波器12，用于对所述第一级放大信号进行低通滤波，形成不同截止频率的低通滤波信号。

所述可调变式低通滤波器12包括前端缓冲器121、切换开关122、两组伪电阻123及负载电容C3。通过所述切换开关132切换不同阻值的伪电阻与所述负载电容C3相连，形成不同截止频率的低通滤波信号。

图4为所述可调式低通滤波器12的电路结构示意图。在图4中，所述可调式低通滤波器TLF包括一个前端缓冲器121、两组伪电阻122(阻值分别为 45MΩ与725MΩ)及一个300fF的负载电容，其中，两组伪电阻使用了具信号可逆性与低失真率的MOS电阻架构，利用开关切换不同阻值的伪电阻与负载电容相连，形成不同截止频率的低通滤波信号。在图4中，两组伪电阻阻值分别为45MΩ与725MΩ，可以分别生成10kHz和632Hz两种不同低通角的低通滤波器，以区分DNA测序信号中的低频电位和峰值。

在本实施例中，通过所述可调变式低通滤波器TLF，使用了具信号可逆性与低失真率的MOS电阻架构，达到可调变式与低功耗的滤波功能。

在一个实施例中，所述可变增益放大器13，用于对所述低通滤波信号进行多种倍率的信号放大。

如图5所示，所述可变增益放大器13包括第一级放大器131和第二级放大器132。所述第一级放大器131包括第一轨对轨运算放大器1311、第二轨对轨运算放大器1312和第一可变电阻RG，所述可变电阻RG分别与所述第一轨对轨运算放大器1311和所述第二轨对轨运算放大器1312的一个输入端连接，所述第一轨对轨运算放大器1311和所述第二轨对轨运算放大器1312 的另一个输入端分别与所述可调式低通滤波器13的两个输出端连接。

所述第二级放大器132包括一个第三轨对轨运算放大器1321和两个第二可变电阻RG2。所述第三轨对轨运算放大器1321的两个输入端分别与所述第一轨对轨运算放大器1311和所述第二轨对轨运算放大器1312的输出端连接。两个所述第二可变电阻RG2的一端分别与所述第三轨对轨运算放大器1321 的两个输入端连接，另一端分别与所述第一轨对轨运算放大器1311和所述第二轨对轨运算放大器1312的输出端连接。

所述可变增益放大器13通过调整第一可变电阻RG和第二可变电阻RG2 的阻值可以使所述可变增益放大器13达到不同的放大增益。

优选地，所述第一轨对轨运算放大器1311、第二轨对轨运算放大器1312 和第三轨对轨运算放大器1321的结构功能是相同的。

在本实施例中，所述可变增益放大器采用仪表放大器架构，可提供极大的输入阻抗和良好的共模信号拒斥比，通过调整第一可变电阻RG和第二可变电阻RG2的阻值可以使所述可变增益放大器达到不同的放大增益(例如25、 50、100、200和400倍等)。所述可变增益放大器经过第一级放大器放大后，信号已经有一定量的电压摆幅。为了避免信号失真，第一级放大器的第一轨对轨运算放大器和第二轨对轨运算放大器的输出端采用了推挽式的架构，使其于较大的输出摆幅下，还可以有足够的开环增益，增加第一级放大器VGA1 闭回路增益的精准度。

图6为所述轨对轨运算放大器的电路结构示意图。在图6中，电路中加入了高阻值的伪电阻MrP1～MrP4，组成浮动式电压，其感测共模输入电压，并产生浮动式栅极偏压rP2以抵消输入端的门限电压，且经由输入端浮动式栅极与输入信号inn、inp结合，以降低共模输入电压，以此可以有效减少输入共模信号变化。

在本实施例中，通过所述可变增益放大器VGA，藉由开关位置巧妙安排以及轨到轨运算放大器设计，达到高质量的信号线性度，并于***增益转换中使用到最小的电阻面积。

在一个实施例中，所述运动噪声检测器14，用于动态检测所述可变增益放大器13的输出端是否饱和，并输出控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路11的抵消取消开关S1的运作。

如图1和图2所示，所述低噪声放大电路11还包括抵消取消开关S1，所述抵消取消开关S1并联在所述电阻R2的两端。

如图7所示，所述运动噪声检测器14连接于所述可变增益放大器13的输出端，可动态检测所述可变增益放大器13的输出端是否饱和。所述运动噪声检测器14包括电平变换器141、主动式比较器142以及数位逻辑电路143，最后输出控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路11的抵消取消开关S1的运作。

所述电平变换器141的输入端与所述可变增益放大器13的输出端连接，用于将所述可变增益放大器13的输出进行电平变换后，输出变换电压给所述主动式比较器142。

所述主动式比较器142的一个输入端与所述电平变换器141的输出端连接，另一个输入端与基准电压端连接，所述主动式比较器142的输出端与所述数位逻辑电路143的输入端连接。所述主动式比较器142将经过所述电平变换器141变换后的变换电压与所述基准电压进行比较，当所述变换电压高于所述基准电压时，输出高电平信号给所述数位逻辑电路143。

所述数位逻辑电路143的输入端与所述主动式比较器142的输出端连接，输出端输出控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路11的抵消取消开关S1 的运作。

具体的，所述数位逻辑电路143在执行运动噪声消除时产生一个抵消取消开关S1被断开的延迟时间，在接收所述主动式比较器142的输出高电平时，输出让所述抵消取消开关S1导通的控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路 11的抵消取消开关S1导通，在所述抵消取消开关S1导通后，确保导通时间大于所述延迟时间后才输出使所述抵消取消开关S1断开信号，以使前端运动噪声被完全消除干净。

图7为所述运动噪声检测器14的运动噪声检测器的电路结构及运行示意图。在图7中，所述运动噪声检测器14连接于所述可变增益放大器13的输出端，可动态检测所述可变增益放大器13的输出端是否饱和，所述运动噪声检测器14包括电平变换器141、主动式比较器142以及数位逻辑电路143，最后输出控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路11的抵消取消开关S1的运作。

图7的所述运动噪声检测器14的运作模式如下：

所述可变增益放大器13的输出端out3连接运动噪声检测器14的输入端，经过跨压为-390mV的电平变换器141后送到后端的主动式比较器142跟基准电压0.5V作比较，当变换电压比所述基准电压还高出50mV时，所述主动式比较器142会送出高电平信号到后端的数字逻辑电路143(迟滞窗：±50mV)，由所述数字逻辑电路143送出控制信号，控制所述抵消取消开关S1的运作。所述数字逻辑电路143在执行运动噪声消除效果时产生一个推迟抵消取消开关S1被断开的延迟时间200μs，也就是当检测到有运动噪声发生时，这个延迟不会被看到，可以马上送出使所述抵消取消开关S1导通的控制信号；可是当抵消取消开关S1导通后，则会确保导通的时间大于延迟时间200μs后才输出使所述抵消取消开关S1断开信号，以使前端的运动噪声被完全消除干净。所述运动噪声检测器14与前端的抵消取消开关S1完美结合成一个运动噪声消除***。

在本实施例中，通过所述运动噪声检测器，设计了一组运动噪声传感器，并配合了低噪声放大器中的偏压去除，有效的压抑了运动噪声的干扰，此外，搭配PMOS二极管的加入，提供DNA测序双重电流导通入径，有效保护输入栅极不被击穿。

在一个实施例中，所述n选1数据选择器20，与所述n组前端放大装置 10连接，接收n组所述前端放大装置10输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器30的通道，通过所述单位缓冲器30 推动后端模拟数字转换电路(ADC)的负载。

具体地，所述n选1数据选择器20的n个输入端与n组前端放大装置10 的可变增益放大器13的输出端out3连接，接收n组所述前端放大装置的可变增益放大器13输出的放大信号；所述n选1数据选择器的输出端与所述单位增益缓冲器30的输入端连接。

在一个实施例中，如图8所示，所述单位增益缓冲器30与所述n选1数据选择器20的输出端连接，用于提供感测***高速的信道切换，并为后端模拟数字转换电路提供足够的电流驱动能力，推动后端模拟数字转换电路的负载。

优选地，所述单位缓冲器30为一组高带宽、高转换速率的轨到轨缓冲器，以提供感测***高速的信道切换。

图9为所述单位增益缓冲器30的电路结构示意图。在图9中，由于所述可变增益放大器13最后一级的输出信号振幅已接近轨到轨，所以所述单位增益缓冲器30也必须有输入输出轨到轨的特性。由开关电流架构达到输入轨对轨，并用推挽式的方式达到输出轨对轨，输入端同时采用NMOS管与PMOS 管作为输入MOS管，且内部同时多加了一组n-type与p-type基准MOS管作为开关电流所使用。当输入共模电压在正常的0.5V时，NMOS管、PMOS管与基准MOS管都同时流单位电流I；而当输入共模电压接近VDD时，PMOS 管与n-type基准MOS管会关闭，NMOS管与p-type基准MOS管会流两倍的单位电流2I；反之，当输入共模电压接近GND时，NMOS管与p-type基准 MOS管会关闭，PMOS管与n-type基准MOS管会流两倍的单位电流2I，因此不论在任何输入电压底下，输入端NMOS管与PMOS管的总电流量都是2I 的单位电流，达到了输入端轨间常数gm的能力。而在输出端则是使用了推挽式的架构，达到轨到轨的输出能力。

如图10所示，为本实用新型提供的一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器的输入等效噪声仿真图。从图10中可以看出，经过本实用新型的低功耗低噪声前端感测放大***后，可以在闪烁噪声严重的频段 (005～4000Hz)情况下顺利把微小的DNA测序信号(25uV～1mV)放大至接近模拟轨到轨的输出摆幅再送至后端ADC做转换，可以增加信号的分辨率；且整体***的输入等效噪声为1.92μV，即使对于最小的DNA测序信号平均振幅35μV，也是在可接受的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种适用于DNA测序信号的低功耗低噪声前端感测放大器，其特征在于，所述放大器包括：n组前端放大装置、n选1数据选择器、单位增益缓冲器；其中：

n组所述前端放大装置，用于同时检测n个不同的DNA测序信号，降低DNA测序信号在低频段的噪声，对降噪后的信号进行低通滤波、放大，输出n组放大信号给所述n选1数据选器；

所述n选1数据选择器，接收n组所述前端放大装置输出的n组放大信号，选择其中一组放大信号输出送入所述单位增益缓冲器的通道，通过所述单位增益缓冲器推动后端模拟数字转换电路的负载。

2.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述前端放大装置包括：低噪声放大电路、可调变式低通滤波器以及可变增益放大器；其中：

所述低噪声放大电路，用于降低DNA测序信号在低频段的噪声，并对降噪后的信号进行第一级放大，得到第一级放大信号，并将所述第一级放大信号送后所述可调变式低通滤波器；

所述可调变式低通滤波器，用于对所述第一级放大信号进行低通滤波，形成不同截止频率的低通滤波信号；

所述可变增益放大器，用于对所述低通滤波信号进行信号放大。

3.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述低噪声放大电路包括直流阻断电路、高通转角电路、低噪声放大器；所述低噪声放大电路通过所述直流阻断电路、所述高通转角电路和所述低噪声放大器，将DNA测序信号经过第一级增益放大后再送入后端的可调变式低通滤波器。

4.如权利要求3所述的放大器，其特征在于，所述直流阻断电路包括两个直流阻断电容C1，所述直流阻断电容C1的一端连接在所述低噪声放大器的输入端，另一端连接在信号端。

5.如权利要求3所述的放大器，其特征在于，所述高通转角电路由电容C2和电阻R2并联形成，所述电容C2与所述电阻R2并联后分别与所述低噪声放大器的输入端和输出端连接。

6.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述可调变式低通滤波器包括前端缓冲器、切换开关、两组伪电阻及负载电容C3；通过所述切换开关切换不同阻值的伪电阻与所述负载电容C3相连，形成不同截止频率的低通滤波信号。

7.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述可变增益放大器包括第一级放大器，所述第一级放大器包括第一轨对轨运算放大器、第二轨对轨运算放大器和第一可变电阻RG，所述可变电阻RG分别与所述第一轨对轨运算放大器和所述第二轨对轨运算放大器的一个输入端连接，所述第一轨对轨运算放大器和所述第二轨对轨运算放大器的另一个输入端分别与所述可调变式低通滤波器的两个输出端连接。

8.如权利要求7所述的放大器，其特征在于，所述可变增益放大器还包括第二级放大器，所述第二级放大器包括一个第三轨对轨运算放大器和两个第二可变电阻RG2；所述第三轨对轨运算放大器的两个输入端分别与所述第一轨对轨运算放大器和所述第二轨对轨运算放大器的输出端连接；两个所述第二可变电阻RG2的一端分别与所述第三轨对轨运算放大器的两个输入端连接，另一端分别与所述第一轨对轨运算放大器和所述第二轨对轨运算放大器的输出端连接。

9.如权利要求8所述的放大器，其特征在于，所述低噪声放大电路还包括运动噪声检测器和抵消取消开关S1；

所述抵消取消开关S1并联在所述电阻R2的两端；

所述运动噪声检测器用于动态检测所述可变增益放大器的输出端是否饱和，输出控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路的抵消取消开关S1的运作。

10.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述运动噪声检测器包括电平变换器、主动式比较器以及数位逻辑电路；其中：

所述电平变换器的输入端与所述可变增益放大器的输出端连接，用于将所述可变增益放大器的输出进行电平变换后，输出变换电压给所述主动式比较器；

所述主动式比较器的一个输入端与所述电平变换器的输出端连接，另一个输入端与基准电压端连接，所述主动式比较器的输出端与所述数位逻辑电路的输入端连接；所述主动式比较器将经过所述电平变换器变换后的变换电压与所述基准电压进行比较，当所述变换电压高于所述基准电压时，输出高电平信号给所述数位逻辑电路；

所述数位逻辑电路的输入端与所述主动式比较器的输出端连接，输出端输出控制信号，反馈控制所述低噪声放大电路的抵消取消开关S1的运作。

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