應(yīng)用于無線體域網(wǎng)的模擬前端集成電路研究與設(shè)計.pdf

1、無線體域網(wǎng)(WBAN)是一個交叉技術(shù)領(lǐng)域，與半導(dǎo)體技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、無線通信等技術(shù)有著密不可分的關(guān)系。它的誕生使遠程醫(yī)療成為可能，成為近年來的研究熱點。模擬前端電路作為生物醫(yī)學(xué)信號采集的最前端電路，對整個系統(tǒng)的性能有著較大的影響，在無線體域網(wǎng)中有著重要的作用。
　　本文基于無線體域網(wǎng)和生物醫(yī)學(xué)信號的原理，對模擬前端電路的設(shè)計難點進行了分析、討論，設(shè)計了適合無線體域網(wǎng)應(yīng)用的生物電信號采集模擬前端集成電路。整個電路包括前置放大器、低通濾

2、波器和可編程增益放大器(PGA)。電路具有低功耗、低噪聲、高共模抑制比等性能。
　　前置放大器采用嵌套斬波技術(shù)減小低頻1/f噪聲，差分差值輸入、交叉耦合結(jié)構(gòu)增加共模抑制比，T型電容反饋減小芯片面積。在1.8 V電源電壓下，靜態(tài)電流為35μA，閉環(huán)增益為40.6 dB，CMRR為125 dB，輸入等效噪聲僅為15.24 nV/sqrt(Hz)(@100 Hz)，即150 nVrms（0.01-100 Hz）。濾波器采用五階巴特沃斯低

3、通濾波結(jié)構(gòu)和高增益的兩級單端輸出OTA，無需共模反饋電路，同時能效地消除二次諧波失真。其中OTA電路采用亞閾值區(qū)驅(qū)動、電流分流和源極負反饋等技術(shù)，以獲得更低的恒定跨導(dǎo)值、更寬的線性范圍和更低的諧波失真。濾波器在1.8 V電源電壓下，靜態(tài)電流為9.8μA，截止頻率為100-500 Hz，直流增益為-6 dB，阻帶衰減為100 dB每十倍頻，三次諧波失真小于-62 dB@400 mV。PGA采用了電容負反饋結(jié)構(gòu)，四位數(shù)字信號控制增益，四位數(shù)