一个4.5μW小型化的3通道无线心内收获系统

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 电气工程 电气工程
• 微电子系统 微电子系统

背景情况:

• 无线心脏内监测系统对于诊断和管理心血管疾病至关重要.
• 现有的系统面临着电力消耗,尺寸和信号完整性的挑战.
• 微型化和改进的模拟前端性能是下一代植入式设备的关键.

研究的目的:

• 设计和验证用于无线心脏内监测的芯片系统 (SoC).
• 为了实现高保真度信号采集,低功耗和减少形状因子.
• 提高系统对环境和过程变化的稳定性.

主要方法:

• 开发一个具有阻力增强技术的三通道模拟前端,以减少非线性和尺寸.
• 实现一个脉冲宽度调节器与输出频率偏移和温度校准算法.
• 集成感应数据遥测和ASK-PWM调制器用于无线数据传输.

主要成果:

• 由于阻力增强技术,实现了总波扭曲低于0.1%.
• 前端通道的有效位数为8.9,输入引用噪声<2.7μV_rms.
• 该SoC消耗4.5μW,占地1.125mm2,运行频率为13.56MHz.

结论:

• 开发的SoC适用于无线心脏内监测系统,提供更好的性能和小型化.
• 阻力增强技术有效地减少了非线性和组件大小.
• 温度和工艺校准确保了可靠的调制器运行,为先进的可植入心脏器件铺平了道路.