一个0.00179毫米²/Ch机稳定型TDMA神经记录系统,具有动态EOV取消和预测混合信号阻抗提升

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经科学 技术 技术 神经科学
• 集成电路设计 集成电路设计

背景情况:

• 多通道神经记录对于理解大脑活动至关重要.
• 现有系统面临着噪音,功耗和区域效率方面的挑战.
• 多重复合神经信号需要复杂的数字处理来提取信号.

研究的目的:

• 开发一个数字辅助的多通道神经记录系统,以提高效率.
• 为了减少神经信号采集中的集成噪音和功耗.
• 为了尽量减少神经记录系统的面积足迹.

主要方法:

• 使用了16通道的直升机稳定时间分割多重访问 (TDMA) 方案.
• 实现了一种新型阻抗增强器,配有标志-标志最小平均平方 (LMS) 适应过器.
• 设计和制造了65nmCMOS技术上的芯片系统 (SoC).

主要成果:

• 在本地场潜在 (LFP) 和行动潜力 (AP) 频段分别实现了2.4倍和4.3倍的降噪.
• 增加了39倍的模拟前端 (AFE) 输入阻抗,面积增加最小.
• 在电极偏移电压 (EOV) 过中,证明了显著的节约 (3.6x面积,2.8x功率).
• 实现了低输入引用噪声 (AP为2.19μVrms,LFP为2.4μVrms) 和1.8.8的竞争性噪声效率系数 (NEF).

结论:

• 拟议的基于TDMA的系统为多通道神经记录提供了高效的解决方案.
• 集成阻抗增强器和自适应过技术提高了信号质量,降低了功率.
• 紧和低功耗的设计适用于先进的神经接口应用程序.