郑骏翔:应用于脑电采集的低功耗低噪声斩波放大器芯片设计论文

郑骏翔:应用于脑电采集的低功耗低噪声斩波放大器芯片设计论文

本文主要研究内容

作者郑骏翔(2019)在《应用于脑电采集的低功耗低噪声斩波放大器芯片设计》一文中研究指出:近年来,随着微电子技术在生物医学领域的应用不断发展,这一交叉领域在学术界得到了越来越多的关注。在诸如生物电信号采集、脑机接口等重要应用中,对信号采集设备的体积、功耗、噪声等性能提出了非常高的要求。作为生物电信号采集系统中关键模块的模拟前端放大器,对系统整体性能有着决定性的影响,从而引起了研究人员的极大关注。目前,低功耗、低噪声、高输入阻抗、高共模抑制比、高电源电压抑制比以及面积小是模拟前端放大器的主要关注点。本文主要针对植入式多通道脑电信号采集的应用,对相应的前端放大器电路模块进行了研究、分析与设计。主要工作包括:(1)针对植入式多通道脑电信号采集的应用场景进行了分析,从系统的角度出发,探讨了模拟前端放大电路的整体性能需求。基于闭环电容反馈结构设计了采用斩波稳定技术的多通道放大器系统,该放大器由两级放大电路、斩波开关构成。(2)针对植入式设备对于低噪声、低功耗的需求,在现有的用于优化NEF的电流复用结构的基础上,提出了一种新型的反相器堆叠电流复用结构。基于四级反相器堆叠,实现了一种具有低复杂度、低噪声效率因子等特点的四通道脑电信号采集的前端放大器芯片。使用UMC 0.18μm CMOS工艺对所提出的新型反相器堆叠电流复用结构前端放大器芯片进行设计,仿真结果表明所设计的放大器芯片在1.8V电源电压下,小号的总电流为198nA,-3dB带宽为5.41kHz,输入噪声功率谱密度为76.6nV/√Hz,增益为25.6dB,噪声效率因子和功耗效率因子分别为0.888和1.419。此外,与传统的正交电流复用结构相比,该反相器堆叠结构还具有无需电流重组电路,通道间串扰低,输出支路数目随堆叠层数线性增长的优势。这些优点使得反相器堆叠结构具有更低的复杂度、更好的性能以及实现更高阶的电流复用的可能性,令其成为一种更适合实现超低噪声效率因子的新一代多通道脑电信号放大器结构。

Abstract

jin nian lai ,sui zhao wei dian zi ji shu zai sheng wu yi xue ling yu de ying yong bu duan fa zhan ,zhe yi jiao cha ling yu zai xue shu jie de dao le yue lai yue duo de guan zhu 。zai zhu ru sheng wu dian xin hao cai ji 、nao ji jie kou deng chong yao ying yong zhong ,dui xin hao cai ji she bei de ti ji 、gong hao 、zao sheng deng xing neng di chu le fei chang gao de yao qiu 。zuo wei sheng wu dian xin hao cai ji ji tong zhong guan jian mo kuai de mo ni qian duan fang da qi ,dui ji tong zheng ti xing neng you zhao jue ding xing de ying xiang ,cong er yin qi le yan jiu ren yuan de ji da guan zhu 。mu qian ,di gong hao 、di zao sheng 、gao shu ru zu kang 、gao gong mo yi zhi bi 、gao dian yuan dian ya yi zhi bi yi ji mian ji xiao shi mo ni qian duan fang da qi de zhu yao guan zhu dian 。ben wen zhu yao zhen dui zhi ru shi duo tong dao nao dian xin hao cai ji de ying yong ,dui xiang ying de qian duan fang da qi dian lu mo kuai jin hang le yan jiu 、fen xi yu she ji 。zhu yao gong zuo bao gua :(1)zhen dui zhi ru shi duo tong dao nao dian xin hao cai ji de ying yong chang jing jin hang le fen xi ,cong ji tong de jiao du chu fa ,tan tao le mo ni qian duan fang da dian lu de zheng ti xing neng xu qiu 。ji yu bi huan dian rong fan kui jie gou she ji le cai yong zhan bo wen ding ji shu de duo tong dao fang da qi ji tong ,gai fang da qi you liang ji fang da dian lu 、zhan bo kai guan gou cheng 。(2)zhen dui zhi ru shi she bei dui yu di zao sheng 、di gong hao de xu qiu ,zai xian you de yong yu you hua NEFde dian liu fu yong jie gou de ji chu shang ,di chu le yi chong xin xing de fan xiang qi dui die dian liu fu yong jie gou 。ji yu si ji fan xiang qi dui die ,shi xian le yi chong ju you di fu za du 、di zao sheng xiao lv yin zi deng te dian de si tong dao nao dian xin hao cai ji de qian duan fang da qi xin pian 。shi yong UMC 0.18μm CMOSgong yi dui suo di chu de xin xing fan xiang qi dui die dian liu fu yong jie gou qian duan fang da qi xin pian jin hang she ji ,fang zhen jie guo biao ming suo she ji de fang da qi xin pian zai 1.8Vdian yuan dian ya xia ,xiao hao de zong dian liu wei 198nA,-3dBdai kuan wei 5.41kHz,shu ru zao sheng gong lv pu mi du wei 76.6nV/√Hz,zeng yi wei 25.6dB,zao sheng xiao lv yin zi he gong hao xiao lv yin zi fen bie wei 0.888he 1.419。ci wai ,yu chuan tong de zheng jiao dian liu fu yong jie gou xiang bi ,gai fan xiang qi dui die jie gou hai ju you mo xu dian liu chong zu dian lu ,tong dao jian chuan rao di ,shu chu zhi lu shu mu sui dui die ceng shu xian xing zeng chang de you shi 。zhe xie you dian shi de fan xiang qi dui die jie gou ju you geng di de fu za du 、geng hao de xing neng yi ji shi xian geng gao jie de dian liu fu yong de ke neng xing ,ling ji cheng wei yi chong geng kuo ge shi xian chao di zao sheng xiao lv yin zi de xin yi dai duo tong dao nao dian xin hao fang da qi jie gou 。

论文参考文献

  • [1].CMOS兼容风速风向传感器控制和检测电路的研究[D]. 程海洋.东南大学2005
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华南理工大学的郑骏翔,发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文,是一篇关于植入式论文,多通道论文,脑电采集论文,模拟前端论文,放大器论文,低噪声论文,低功耗论文,电流复用论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    郑骏翔:应用于脑电采集的低功耗低噪声斩波放大器芯片设计论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢