耐人工物电生理传感器接口与3.6V/1.8V DM/CM输入范围和52.3mV_pp/μs恢复使用异步信号折叠

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
• 可穿戴式传感器技术

背景情况:

• 可穿戴传感器面临信号完整性问题,原因是大幅度的运动和刺激工件,导致信号链和.
• 闭环脑刺激疗法产生快速刺激工件,使实时生物潜能信号获取复杂化.
• 现有的传感器接口在不影响信号质量和数据丢失的情况下,难以处理高振幅的工件.

研究的目的:

• 开发一种传感器接口,能够在没有和的情况下处理大型工件 (数百mV).
• 在可穿戴生物潜能录音中,在文物事件期间最大限度地减少信息丢失.
• 为了增强实时信号采集能力,用于诸如闭环大脑刺激等应用.

主要方法:

• 引入连续时间跟踪与变焦 (CT-TAZ) 技术用于文物管理.
• 在180nm CMOS 工艺中设计和制造一个原型芯片.
• 系统输入范围,功耗和文物恢复性能的描述.

主要成果:

• CT-TAZ系统实现了3.6V/1.8V差分模式/常态全尺度输入范围.
• 在各种工件条件下,原型芯片表现出低功耗 (12/32.6/51.6μW).
• 对于3.6V刺激器件,平均文物恢复时间为65.3μs,恢复速度为52.3mVpp/μs.

结论:

• 拟议的CT-TAZ技术有效地处理可穿戴传感器应用中的大型运动和刺激工件.
• 与最先进的解决方案相比,该系统提供了显著更大的输入范围 (2.25倍) 和更快的恢复 (3倍).
• 这一进步对于在苛刻的环境中提高生物潜能信号采集的可靠性和性能至关重要.