用于植入式生物醫(yī)療系統(tǒng)的高性能儀表放大器的研究與設計.pdf

1、隨著生物技術、神經醫(yī)學和微電子技術的發(fā)展，神經信號記錄、頭皮下腦電圖采集等植入式生物醫(yī)療技術在神經性疾病和癱瘓病人的診斷治療中發(fā)揮了越來越重要的作用。對構成植入式生物醫(yī)療系統(tǒng)的核心器件——片上集成系統(tǒng)(SOC)以及其用于采集放大微弱生物信號的關鍵模塊——高性能儀表放大器的研究也受到了高度關注。
　　 論文針對該類高性能儀表放大器的需求，重點開展了三個方面的研究工作:放大器的低噪聲、低功耗設計技術研究，放大器的高輸入阻抗設計技術研

2、究和植入式電極直流失調抑制技術。
　　 在分析已有斬波型低噪聲放大器設計方法基礎上，論文提出了一種新型的高頻紋波抑制策略，并設計出相應的放大器;基于對電容耦合技術、正反饋輸入阻抗提高技術的研究，論文提出一種同時采用斬波、自調零技術的低功耗高輸入阻抗電容耦合放大器的設計方案并予以實現(xiàn)。上述芯片都在SMIC0.18μm CMOS工藝下通過了仿真驗證。在前述工作基礎上，又重點研究了電極失調電壓抑制技術，并提出一種新穎的開關電容共模反饋

3、技術，提高放大器性能，降低功耗，論文最后還論述了一種新型的寄生電容負效應。
　　 所設計的的驗證芯片采用SMIC0.18μm CMOS工藝設計完成。在供電電壓為1V，供電電流3.7μA的情況下，噪聲功率譜密度僅為42nV/√Hz。放大器的輸入阻抗在50MΩ以上，閉環(huán)增益為40dB，帶寬可以設置為0.06Hz-lkHz或者0.06Hz-10kHz，以適應EEG或者神經信號記錄的應用場合。THD在1％以下時的最大輸入電壓為16mVp