一个低功耗,自动直流抑制的光电显微镜读取系统,具有差分电流镜和广泛的通用模式输入范围,连续近似注册器,模拟到数字转换器
Chanyoung Son1, Seok-Tae Koh2, Hyuntak Jeon1
1School of Semiconductor Engineering, Chungbuk National University (CBNU), Cheongju 28644, Republic of Korea.
Micromachines
|April 26, 2025
概括
这项研究介绍了可穿戴设备的低功耗光电显微镜 (PPG) 系统. 它高效地处理PPG信号,功率最小,使先进的健康监测.
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
背景情况:
- 穿戴式健康监测需要有效和准确的生物信号采集.
- 现有的光聚光电显微镜 (PPG) 系统经常面临电力消耗和直流元件干扰的挑战.
研究的目的:
- 为可穿戴医疗设备开发一种低功耗,高性能的PPG读取系统.
- 通过消除DC取消循环来简化PPG系统设计.
主要方法:
- 实现了差电流镜 (DCM) 来将单端PPG电流转换为差电压,抑制直流元件.
- 使用宽常态输入范围 (WCMIR) SAR ADC进行差分信号的精确模拟到数字转换.
- 在0.18微米CMOS过程中设计和模拟了该系统.
主要成果:
- 实现了9.6微瓦的低功耗.
- 证明超过60dB直流动态范围.
- 该系统占用0.30mm2的小面积,适合多通道应用.
结论:
- 开发的低功耗PPG读取系统为可穿戴健康监测提供了高效和可扩展的解决方案.
- DCM和WCMIR SAR ADC方法简化了设计,并提高了便携式生物医学传感器的性能.


