近年來(lái),隨著集成電路技術(shù)的不斷進(jìn)步和醫(yī)療設(shè)備不斷的更新?lián)Q代,生物醫(yī)學(xué)芯片成為IC領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為生物信號(hào)檢測(cè)的重要組成部分,CMOS電路在生物弱信號(hào)的降噪、放大和調(diào)整方面有著舉足輕重作用。其性能直接決定了是否可以精準(zhǔn)提取的生物信號(hào)。因此,對(duì)其進(jìn)行深入研究具有重要的意義和價(jià)值。本文使用Cadence軟件,針對(duì)光容積血氧飽和傳感器,設(shè)計(jì)了一種基于0.18μm工藝的CMOS接口電路。它主要包括以下五個(gè)模塊:前置低噪聲運(yùn)放模塊、后置高增益運(yùn)放模塊、抑制基漂模塊、帶通濾波模塊和帶隙基準(zhǔn)源模塊。整體電路仿真結(jié)果表明:在1.8V電源電壓下,前置低噪聲放大模塊差模增益為23.4dB,增益帶寬為159.17MHz,電源抑制比為82.7dB,共模抑制比為92.4dB,低頻噪聲為662nV/sqrt（Hz）;帶通濾波器截止頻率為0.5Hz⁴0Hz;后置高增益放大模塊增益為40dB,電源電壓抑制比為127.2dB;帶隙基準(zhǔn)源溫度系數(shù)為2.136ppm/℃;電路整體功耗為0.642mW;版圖面積為0.083mm²,并且通過(guò)了DRC和LVS驗(yàn)證。通過(guò)仿真,電路性能滿... 

【文章來(lái)源】：黑龍江大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文的設(shè)計(jì)指標(biāo)
第2章 光容積血氧測(cè)量原理
    2.1 光容積血氧測(cè)量概述
    2.2 光容積血氧測(cè)量原理
    2.3 光容積脈搏波信號(hào)
    2.4 接口電路設(shè)計(jì)目標(biāo)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 接口電路設(shè)計(jì)
    3.1 電路中噪聲類型及抑制方法
        3.1.1 噪聲類型
        3.1.2 閃爍噪聲抑制方法
    3.2 接口電路運(yùn)放模塊設(shè)計(jì)
        3.2.1 三運(yùn)放儀表運(yùn)算放大器的原理及結(jié)構(gòu)
        3.2.2 電流模儀表運(yùn)算放大器的原理及結(jié)構(gòu)
        3.2.3 低噪聲高增益運(yùn)放模塊設(shè)計(jì)原理
        3.2.4 前置低噪聲運(yùn)放模塊設(shè)計(jì)
        3.2.5 后置高增益運(yùn)放模塊設(shè)計(jì)
    3.3 濾波模塊設(shè)計(jì)
        3.3.1 傳統(tǒng)濾波器的原理及結(jié)構(gòu)
        3.3.2 帶通濾波模塊設(shè)計(jì)
    3.4 抑制基漂模塊設(shè)計(jì)
    3.5 帶隙基準(zhǔn)源模塊設(shè)計(jì)
        3.5.1 帶隙電壓基準(zhǔn)的基本原理
        3.5.2 傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)電壓源電路結(jié)構(gòu)
        3.5.3 高階溫度補(bǔ)償帶隙電壓基準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 接口電路仿真
    4.1 運(yùn)算放大器的電路仿真
        4.1.1 前置運(yùn)算放大器電路
        4.1.2 前置低噪聲運(yùn)算放大器電路
        4.1.3 后置高增益運(yùn)算放大器電路
    4.2 帶通濾波器電路仿真
    4.3 抑制基漂模塊電路仿真
    4.4 高階補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源電路仿真
    4.5 線性穩(wěn)壓輸出仿真
    4.6 整體電路仿真
    4.7 本章小結(jié)
第5章 接口電路版圖設(shè)計(jì)
    5.1 整體版圖布局
    5.2 系統(tǒng)版圖的DRC和 LVS驗(yàn)證
    5.3 本文與其他文獻(xiàn)電路性能參數(shù)比較
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可穿戴血氧芯片的抗運(yùn)動(dòng)干擾算法與電路設(shè)計(jì)[J]. 鄭朝霞,蔣潘婷,曾小剛,夏恒煬.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[2]重癥肺炎患者動(dòng)脈血乳酸及中心靜脈血氧飽和度監(jiān)測(cè)的意義[J]. 劉璇,林鳳,管亞慧.  當(dāng)代醫(yī)學(xué). 2019(09)
[3]脈搏傳感器應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 朱耀斌,李志強(qiáng),丁楠,伊寒露,沈磊,趙宇東,葉贊凱,張金蕊.  中華實(shí)用診斷與治療雜志. 2019(03)
[4]10-4 V級(jí)微弱脈沖信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)研究[J]. 石苗,吳永仁,管德賽,桂龍剛.  國(guó)外電子測(cè)量技術(shù). 2019(02)
[5]一種適用于生物微傳感器的接口電路設(shè)計(jì)[J]. 藍(lán)青,吳培鵬,貝煜星,王陽(yáng).  電子技術(shù). 2018(10)
[6]基于平滑先驗(yàn)法去除脈搏波基線漂移[J]. 蘇志剛,呂江波,郝敬堂.  中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2018(10)
[7]光電容積脈搏波描記法（PPG）測(cè)試足球運(yùn)動(dòng)員賽時(shí)心率的準(zhǔn)確性研究[J]. 汪雄,陳玉林,張恒亮,王壘,黃國(guó)虎,劉鴻優(yōu).  電子世界. 2018(17)
[8]近紅外光譜技術(shù)在危重癥患兒中的臨床應(yīng)用進(jìn)展[J]. 高慧霞,曲東.  北京醫(yī)學(xué). 2018(07)
[9]一種心率檢測(cè)儀的低功耗與抗靜電設(shè)計(jì)[J]. 秦麗平,劉夢(mèng)星,連仁菊,江鋒,江河,葉樹(shù)明.  中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2018(02)
[10]巴特沃思型低通濾波器的歸一化設(shè)計(jì)[J]. 汪宇,查明,李縱,王衡,劉慶.  艦船電子工程. 2018(01)

碩士論文
[1]基于RFID的脈搏血氧傳感器收發(fā)機(jī)芯片研究[D]. 倪立強(qiáng).天津工業(yè)大學(xué) 2018
[2]脈搏和血氧飽和度傳感器芯片的研究[D]. 胡雄偉.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[3]用于微弱生物信號(hào)檢測(cè)的低功耗CMOS模擬前端設(shè)計(jì)[D]. 趙雙.哈爾濱工程大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3029452