本文關(guān)鍵詞：神經(jīng)信號采集電路中低噪聲運算放大器與∑-Δ調(diào)制器設(shè)計　出處：《北方工業(yè)大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著生物醫(yī)學事業(yè)的發(fā)展,人類對生物神經(jīng)電信號的探究也越來越深入和迫切。生物神經(jīng)植入芯片也應(yīng)運而生。生物神經(jīng)植入芯片是通過電極插入體內(nèi),用以接觸神經(jīng)元,提取神經(jīng)信號。神經(jīng)信號分為兩部分：一部分是場電位信號,就是基底信號；一部分是動作電位信號。當生物有動作產(chǎn)生時,神經(jīng)元的電位便會發(fā)生變化,產(chǎn)生動作電位,這便是研究的主要有用信號。電極將提取到的神經(jīng)信號傳遞給芯片,經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼,經(jīng)過無線收發(fā)傳至電腦終端或者DSP等設(shè)備。該芯片內(nèi)部模塊包括：濾波器、ADC、數(shù)字模塊、RF發(fā)送模塊和RF接收模塊。該論文主要研究對象為芯片的模擬前端,包括濾波器和∑-△ADC的調(diào)制器兩部分。 該濾波器為二階有源濾波器,其中的有源器件是低噪聲放大器。該濾波器的創(chuàng)新點是,采用了工作于亞閾值區(qū)的MOSFET代替濾波網(wǎng)絡(luò)中的大電阻,一方面將不可能實現(xiàn)的超低截止頻率變?yōu)榭赡?大大節(jié)省芯片面積,另一方面避免了電阻產(chǎn)生的熱噪聲,在該應(yīng)用中最為合適。 ∑-△的調(diào)制器部分要求高精度,這樣才能還原出微弱的生物神經(jīng)信號,一般在(幾十微伏到二百微伏之間),該文要求調(diào)制器的設(shè)計指標為16bit,可以較為理想的完成這一任務(wù)。 芯片采用SMIC0.18μm1P6M CMOS工藝,1.8V電源供電。經(jīng)過流片測試,∑-△調(diào)制器的SNDR達到了76.04dB,有效位數(shù)為12.34bit,而加上濾波器的整個模擬前端的SNDR達到了74.72dB,有效位數(shù)為12.12bit,可見前級濾波器做的也較為不錯,有很強的驅(qū)動能力,與理想信號源頗為接近。
[Abstract]:With the development of biomedicine, the research of biological nerve signal is more and more deep and urgent. Biological nerve implant chip is inserted into body by electrode. The neural signal is divided into two parts: one is the field potential signal, the other is the basal signal; Part is the action potential signal. When the organism has the action to produce, the neuron's potential will produce the change, produces the action potential. This is the main useful signal of the study. The electrode transmits the extracted neural signal to the chip and converts it into digital code after processing. Through wireless transceiver to computer terminal or DSP and other devices, the chip internal module includes: filter ADCand digital module. RF transmitter module and RF receiving module. This paper mainly focuses on the analog front end of the chip, including filter and 鈭，

本文編號：1412909