有效的同时无线电力传输和高数据速率全双重通信电路用于植入式医疗器械
概括
这项研究引入了神经植入器的高效无线电路,实现全双重通信. 该设计支持高数据速率和稳定的电力供应,用于低能耗的医疗设备.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 电气工程 电气工程
- 无线通信无线通信
背景情况:
- 神经植入式医疗设备需要高效的无线通信来传输数据和电力.
- 现有系统在实现高数据速率,低功耗和稳定的能源供应同时面临挑战.
- 在植入式系统中双向数据交换时,完全双重通讯是理想的.
研究的目的:
- 提出一种高能效的无线电路,用于全双重数据和能源传输.
- 为了实现双向高数据速率通信的多通道神经植入式医疗设备.
- 为了实现可植入应用的低功耗和稳定的能源输送.
主要方法:
- 实现了一个开关模块和功率放大器 (PA) 用于振幅转换键 (ASK) 下链数据传输 (主设备).
- 集成了一个低功率的发射器与注射锁环振荡器和二进制相位转移调节 (BPSK) 调制 (奴隶装置).
- 使用零电压切换反循环和D类PA电路来实现高效的无线电力传输.
主要成果:
- 实现了最大下行数据速率为1 Mbps和上行数据速率为20 Mbps.
- 对于奴隶设备发射器来说,已经证明了20.9 pJ/bit的高能效.
- 在415mW输出功率的能源链接中达到91.8%的峰值效率.
- 使用180nm BCD工艺实现的电路.
结论:
- 拟议的电路设计有效地支持神经植入式医疗设备的高能效无线能源和数据传输.
- 该系统可实现全双重,双向通信,具有高数据速率和低功耗.
- 该设计确保稳定的能量传输和软切换,适合苛刻的医疗应用.
