一个低功率高灵敏度光电流传感电路,具有容量反超阻抗,用于光电显微镜传感
Neethu Mohan1, Falah Awwad1, Nabil Albastaki1
1Electrical and Communication Engineering Department, United Arab Emirates University, Al Ain 15551, United Arab Emirates.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
这项研究引入了一种用于光电感应 (PPG) 传感的新型模拟前端 (AFE). 该设计在低功耗的情况下实现了高增益和灵敏度,增强了可穿戴健康监测设备.
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
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 摄影电磁镜 (PPG) 对于非侵入性生理监测至关重要.
- 现有的PPG系统经常面临噪音,功耗和信号质量方面的挑战.
- 需要在集成电路设计方面取得进展,以提高PPG传感器的性能.
研究的目的:
- 开发一个针对PPG传感优化的集成模拟前端 (AFE).
- 为增强性能设计一种新型的传 impedance 放大器 (TIA) 拓.
- 为了集成一个自动光控制 (ALC) LED驱动器来优化信号.
主要方法:
- 设计了一种新的TIA,包括电容反和通用排水反 (CDF).
- 集成了一个LED驱动器与自动光控制 (ALC).
- 使用0.35微米CMOS技术制造了AFE.
主要成果:
- 在低输入噪声电流 (4.81 pA/√Hz) 实现了高增益 (18.43 MΩ) 和高灵敏度.
- 证明了68微瓦的低功耗.
- 集成的AFE占据了一个1.98mm × 2.475mm的紧面积.
结论:
- 新的AFE设计在PPG传感性能上提供了显著的改进.
- 综合解决方案适用于低功耗,高性能可穿戴健康设备.
- 开发的TIA拓为未来的PPG传感器进步提供了一个强大的平台.
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