本申请涉及集成电路，尤其涉及一种用于传感器信号调理电路的可编程增益放大器。
背景技术：
1、随着电子工业的不断发展，物联网（internet of things，iot）成为近十年来重要的增长引擎之一。而传感器作为物理世界与信息世界的桥梁，能够将温度、湿度、压力等物理量转换成电压、电流等电信号。因此，传感器是物联网应用中感知物理世界的重要器件，随着物联网产业的不断发展，传感器和传感器集成的接口电路的研究变得越来越重要。
2、随着微机电系统（micro electro mechanical system，mems）传感器的快速发展，在生物医学设备、汽车零部件、国防、通信、航空电子和家用电器中得到广泛应用。mems压阻式压力传感器因其线性输出响应、易于制造、成本低以及耐用等优点而被广泛应用。目前mems压阻式压力传感器主要朝着高可靠性、低功耗、集成化、智能化、微型化、低成本的方向发展。
3、为了追求高精度、高稳定性的传感器，传感器接口电路的设计成为关键技术之一，所设计的接口电路包含放大和模数转换等功能，其中对传感器的输出信号进行放大主要采用可编程增益放大器（pga）。
4、现有三运放仪表放大器的电路结构如图1所示，它由两级电路组成。其中，a1和a2组成第一级差动结构的放大电路，提高了电路的共模抑制比，a3组成第二级放大电路用于进一步提高运算放大器的增益。由于三运放的输入端直接连接到a1和a2的栅极，所以三运放仪表放大器的输入电阻很大。根据图1，可计算出第一级放大电路的增益为：
5、（1）
6、若r4=r6，r5=r7，则三运放仪表放大器总的增益为：
7、（2）
8、根据式（2）可知，三运放仪表放大器的增益由反馈电阻来确定，而电路总的共模抑制比（common mode rejection ratio，cmrr）主要是第一增益级与第二增益级cmrr的乘积，所以，三运放仪表放大器的电阻匹配会影响电路的cmrr，从而影响三运放仪表放大器的增益。
技术实现思路
1、本申请提供了一种用于传感器信号调理电路的可编程增益放大器，其技术目的是提高运放结构的增益，从而提高pga（programmable gain amplifier，可编程增益放大器）的精度。
2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种用于传感器信号调理电路的可编程增益放大器，包括第一斩波电路、第一级运放电路、第二级运放电路和第二斩波电路，所述第一级运放电路包括第一放大器和第二放大器，所述第二级运放电路包括第三放大器，输入信号自第一斩波电路的两个输入端输入，第一斩波电路的两个输出端分别与第一放大器的同相输入端和第二放大器的同相输入端连接，第一放大器的反相输入端与其输出端之间连接有第一电阻，第二放大器的反相输入端与其输出端之间连接有第三电阻，第一放大器的反相输入端与第二放大器的反相输入端之间连接有第二电阻，第一放大器的输出端与第三放大器的同相输入端之间连接有第四电阻，第二放大器的输出端与第三放大器的反相输入端之间连接有第六电阻，第三放大器的同相输入端与其负输出端之间连接有第五电阻，第三放大器的反相输入端与其正输出端之间连接有第七电阻，第三放大器的两个输出端分别与第二斩波电路的两个输入端连接。
4、进一步地，所述第二电阻包括串联的两个电阻调节单元和四个基础电阻，每个所述电阻调节单元均包括多个并联的开关电阻，当开关闭合时，开关电阻与基础电阻并联；当开关断开时，开关电阻与基础电阻串联；其中，开关电阻阻值为基础电阻阻值的2的幂次方倍。
5、进一步地，所述第五电阻和所述第七电阻均包括串联的电阻调节单元和基础电阻，所述电阻调节单元包括多个并联的开关电阻，当开关闭合时，开关电阻与基础电阻并联；当开关断开时，开关电阻与基础电阻串联；所述第四电阻和第六电阻的阻值均等于基础电阻阻值；其中，一个开关电阻阻值等于基础电阻阻值，其他开关电阻阻值为基础电阻阻值的2的幂次方倍；
6、输入信号均通过基础电阻和开关分别与第三放大器的同相输入端和反相输入端连接。
7、进一步地，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器均包括两级运放结构，第一级运放结构的输出端与第二级运放结构的输出端连接，第二级运放结构的输入端和输出端之间跨接有密勒补偿电容，则第二级运放结构输入端的电容表示为，第二级运放结构输出端的电容表示为；其中，表示第二级运放结构，表示密勒补偿电容的电容。
8、进一步地，所述第一级运放电路的放大倍数包括1倍、2倍、4倍、8倍和16倍，所述第二级运放电路的放大倍数包括1倍、2倍、4倍和8倍。
9、进一步地，所述第一斩波电路和所述第二斩波电路均包括第一二阶低通滤波器、第二二阶低通滤波器、第三二阶低通滤波器、第四二阶低通滤波器、第三电容和第四电容；第一二阶低通滤波器的负输出端、第二二阶低通滤波器的反相输入端、第二二阶低通滤波器的正输出端、第三二阶低通滤波器的反相输入端、第四二阶低通滤波器的同相输入端以及第三电容的一端均连接，第一二阶低通滤波器的正输出端、第二二阶低通滤波器的同相输入端、第二二阶低通滤波器的负输出端、第三二阶低通滤波器的同相输入端、第四二阶低通滤波器的反相输入端以及第三电容的另一端均连接；第四二阶低通滤波器的正输出端、第三二阶低通滤波器的正输出端以及第四电容的一端均连接；第四二阶低通滤波器的负输出端、第三二阶低通滤波器的负输出端以及第四电容的另一端均连接。
10、进一步地，所述第一二阶低通滤波器、所述第二二阶低通滤波器、所述第三二阶低通滤波器以及第四二阶低通滤波器的传递函数表示为：
11、；
12、其中，～分别表示第一二阶低通滤波器、第二二阶低通滤波器、第三二阶低通滤波器和第四二阶低通滤波器的跨导，且==，=，表示第三电容，表示第四电容；
13、根据传递函数得到第一二阶低通滤波器、第二二阶低通滤波器、第三二阶低通滤波器和第四二阶低通滤波器的截止频率和值，分别表示为：
14、；
15、；
16、；
17、；
18、；
19、；
20、；
21、；
22、其中，和分别表示第一二阶低通滤波器的截止频率和值，和分别表示第二二阶低通滤波器的截止频率和值，和分别表示第三二阶低通滤波器的截止频率和值，和分别表示第四二阶低通滤波器的截止频率和值，。
23、本申请的有益效果在于：本申请所述的用于传感器信号调理电路的可编程增益放大器包括斩波电路和两级运放电路，通过斩波电路对电路的1/f噪声和失调进行降低；通过高增益的运放结构提高pga的精度，从而使pga具有高增益、低噪声和低失调等特性。
1.一种用于传感器信号调理电路的可编程增益放大器，其特征在于，包括第一斩波电路、第一级运放电路、第二级运放电路和第二斩波电路，所述第一级运放电路包括第一放大器和第二放大器，所述第二级运放电路包括第三放大器，输入信号自第一斩波电路的两个输入端输入，第一斩波电路的两个输出端分别与第一放大器的同相输入端和第二放大器的同相输入端连接，第一放大器的反相输入端与其输出端之间连接有第一电阻，第二放大器的反相输入端与其输出端之间连接有第三电阻，第一放大器的反相输入端与第二放大器的反相输入端之间连接有第二电阻，第一放大器的输出端与第三放大器的同相输入端之间连接有第四电阻，第二放大器的输出端与第三放大器的反相输入端之间连接有第六电阻，第三放大器的同相输入端与其负输出端之间连接有第五电阻，第三放大器的反相输入端与其正输出端之间连接有第七电阻，第三放大器的两个输出端分别与第二斩波电路的两个输入端连接。
2.如权利要求1所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述第二电阻包括串联的两个电阻调节单元和四个基础电阻，每个所述电阻调节单元均包括多个并联的开关电阻，当开关闭合时，开关电阻与基础电阻并联；当开关断开时，开关电阻与基础电阻串联；其中，开关电阻阻值为基础电阻阻值的2的幂次方倍。
3.如权利要求2所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述第五电阻和所述第七电阻均包括串联的电阻调节单元和基础电阻，所述电阻调节单元包括多个并联的开关电阻，当开关闭合时，开关电阻与基础电阻并联；当开关断开时，开关电阻与基础电阻串联；所述第四电阻和第六电阻的阻值均等于基础电阻阻值；其中，一个开关电阻阻值等于基础电阻阻值，其他开关电阻阻值为基础电阻阻值的2的幂次方倍；
4.如权利要求1所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器均包括两级运放结构，第一级运放结构的输出端与第二级运放结构的输出端连接，第二级运放结构的输入端和输出端之间跨接有密勒补偿电容，则第二级运放结构输入端的电容表示为，第二级运放结构输出端的电容表示为；其中，表示第二级运放结构，表示密勒补偿电容的电容。
5.如权利要求1所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述第一级运放电路的放大倍数包括1倍、2倍、4倍、8倍和16倍，所述第二级运放电路的放大倍数包括1倍、2倍、4倍和8倍。
6.如权利要求1所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述第一斩波电路和所述第二斩波电路均包括第一二阶低通滤波器、第二二阶低通滤波器、第三二阶低通滤波器、第四二阶低通滤波器、第三电容和第四电容；第一二阶低通滤波器的负输出端、第二二阶低通滤波器的反相输入端、第二二阶低通滤波器的正输出端、第三二阶低通滤波器的反相输入端、第四二阶低通滤波器的同相输入端以及第三电容的一端均连接，第一二阶低通滤波器的正输出端、第二二阶低通滤波器的同相输入端、第二二阶低通滤波器的负输出端、第三二阶低通滤波器的同相输入端、第四二阶低通滤波器的反相输入端以及第三电容的另一端均连接；第四二阶低通滤波器的正输出端、第三二阶低通滤波器的正输出端以及第四电容的一端均连接；第四二阶低通滤波器的负输出端、第三二阶低通滤波器的负输出端以及第四电容的另一端均连接。
7.如权利要求6所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述第一二阶低通滤波器、所述第二二阶低通滤波器、所述第三二阶低通滤波器以及第四二阶低通滤波器的传递函数表示为：
