一个节能小面积可配置的模拟前端接口,用于记录各种生物信号

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 集成电路设计 集成电路设计
• 模拟信号处理 模拟信号处理

背景情况:

• 生物潜能信号采集需要多功能和低功耗的前端电子设备.
• 现有的系统经常在噪声降低和适应各种信号的带宽方面扎.
• 可穿戴和可植入设备的小型化需要节能和紧的解决方案.

研究的目的:

• 引入一个完全集成的,可配置的模拟前端 (CAFE) 传感器.
• 为了使各种生物潜能信号能够高性能地适应.
• 设计一种低功耗,面积高效的生物信号采集解决方案.

主要方法:

• 开发了一种交流合的直升机稳定放大器,以最大限度地降低1/f噪声.
• 集成了一个节能可调节的过器,使用了基于子值-源-追随者的伪RC (SSF-PRC) 拓.
• 包含可调节的活性伪电阻,用于可重新配置的高通断路和增强的线性.

主要成果:

• 在1.7μVrms (1-260Hz) 的输入引用噪声下,实现了37dB的中频带增益.
• 对于2.4m Vpp输入信号,已证明总波扭曲低于1%.
• 采用40nm技术实现,占地0.048mm2,从1.2V电源中消耗2.47μW.

结论:

• 拟议的CAFE传感器为生物潜能信号采集提供了一种多功能,低功耗和高性能解决方案.
• 它的可调节带宽和可重新配置的功能使其非常适合各种应用.
• 该设计非常适合集成到先进的可穿戴和可植入生物监测系统中.