本文關鍵詞：高精度微弱腦電檢測數模混合控制芯片系統

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【摘要】：針對腦電檢測的研究需要,研發(fā)了微弱EEG腦電信號采集專用芯片系統。該芯片使用斬波穩(wěn)定去噪聲技術,首先利用2 k Hz的斬波頻率對100 Hz以下的EEG信號進行頻域隔離,然后利用RRL紋波抑制環(huán)路反饋進行調制后位于chopper頻率處的主要由失調與低頻1/f閃爍噪聲引起的紋波電壓的抑制;單級斬波放大使用電流復用、亞閾值跨導增強技術對來自EEG傳感器的低頻(100 Hz)小信號(5~100μV)進行40 d B增益的穩(wěn)定中頻放大;級聯S/H電路進行去累積毛刺濾波,配合前面斬波技術,達到整體低噪聲性能;VGA/LPF通過改變輸入、反饋/負載電容,分別進行增益/帶寬的數字調整。EEG-DSP加速芯片實現對多通道采集的控制以及信號處理編碼。設計使用SMICRF 180 nm混合工藝,使用Cadence的Spectre軟件進行功能前/后仿真,使用Caliber工具進行DRC/LVS的版圖驗收。最后,對設計芯片進行實際測試,結果表明放大芯片關鍵性能為:8.1μW/通道、面積6.3 mm2/8通道、0.8μVrms(BW=100 Hz)等效輸入噪聲;該款自主研發(fā)的腦電斬波放大芯片性能達到國內外前列的水平,可進行正確的腦電EEG采集,可應用于可穿戴領域、對后續(xù)腦電數據分析具有重要的使用價值。
【作者單位】： 中國科學院電子學研究所傳感技術聯合國家重點實驗室(北方基地);中國科學院大學;
【關鍵詞】： EEG 微弱小信號檢測 斬波調制/解調去噪 紋波抑制環(huán)路 EEG-DSP控制
【基金】：國家自然科學基金(61527815,31500800,61501426,61471342) 國家重點基礎研究發(fā)展計劃(2014CB744605) 北京市科技計劃(Z141100000214002) 中科院重點部署項目(KJZD-EW-L11)資助
【分類號】：R741;TN911.7
【正文快照】： 1引言針對大腦疾病或癥狀(抑郁、癲癇、疲勞等)的診斷,以及腦機接口通訊的迅速發(fā)展[1-3],腦電EEG(electroencephalo graph)采集芯片的研發(fā)具有非常重要的意義。目前國內腦電EEG檢測芯片的研究處于發(fā)展階段。由于需要檢測的腦電EEG信號屬于低頻微弱小信號(100 Hz,5~100μV),傳，

本文編號：793714