一个无工件的290$μ$m²/ch 610nW/ch神经读取前端,带有混合EDO补偿,用于高通道计数闭环神经调节

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经技术的神经技术
• 集成电路设计 集成电路设计

背景情况:

• 下一代神经康复需要高通道数,闭环系统,面积和功耗最小.
• 由于大型,和的工件,现有的系统在刺激期间难以记录神经信号,或因工件耐受性而产生过度的开销.

研究的目的:

• 为了在读取前端设计中引入一种范式转变,用于超紧的和对文物耐受的神经信号采集.
• 为了使高保真的神经特征提取,即使在刺激脉冲.

主要方法:

• 开发了一个超紧的,对文物耐受的读出前端,允许短暂和,并通过插值使用后端信号重建.
• 实现了64个输入的时间复杂读取,使用二级完全基于时间的增量模拟到数字转换器.
• 使用混合电极偏移补偿来最大限度地降低开销面积.

主要成果:

• 在40nmCMOS工艺中实现了最先进的290μm2/s面积占用和610nW/s功耗.
• 在盐溶液中验证了证明的工件耐受性,即使在强烈刺激下,特征提取误差低于±10%.
• 通过信号插值,成功地通过最小的误差提取了高保真度的神经特征.

结论:

• 拟议的读取前端在实现超紧,低功耗和对文物耐受的神经记录方面取得了突破,用于高级神经康复.
• 这项技术促进了诸如多类型发作检测,脑机接口和脑到文本转换等应用.
• 这种混合方法有效地平衡了下一代神经植入物的面积,功率和信号忠实度.