超低功耗傳感器接口中前置放大器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本文設(shè)計(jì)的超低功耗接口電路中的前置放大器，采用了全差分電容耦合斬波結(jié)構(gòu)，主要用于對(duì)人體生物電勢(shì)信號(hào)——心電信號(hào)(Electrocardiography, ECG)和腦電信號(hào)(Electroencephalography, EEG)的監(jiān)測(cè)，具有超低功耗、超低噪聲、高共模抑制比等特性。
　　本文完成了性能指標(biāo)確定，到系統(tǒng)架構(gòu)分析設(shè)計(jì)，再到電路模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后流片和測(cè)試驗(yàn)證的整個(gè)設(shè)計(jì)流程。主要有以下貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn):
　　1.根據(jù)

2、人體生物電勢(shì)信號(hào)(ECG/EEG)的信號(hào)特征和面臨的各種干擾因素，提出了前置放大器的具體性能指標(biāo);
　　2.針對(duì)應(yīng)用環(huán)境和設(shè)計(jì)指標(biāo)，提出了全差分電容耦合斬波放大器結(jié)構(gòu)，針對(duì)直流偏移電壓消除能力、低功耗和低噪聲性能進(jìn)行了改進(jìn)創(chuàng)新;
　　3.對(duì)主放大器功耗、噪聲和失調(diào)進(jìn)行了優(yōu)化分析，確定了在功耗受限的情況下性能的主要優(yōu)化方向;
　　4.直流偏移電壓消除環(huán)路的分析與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)較大直流差分偏移電壓的消除，并解決了極大的時(shí)間

3、常數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)和柵漏電等難題;
　　5.二階Gm-C低通濾波器的分析與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紋波和毛刺信號(hào)的消除，解決了超大時(shí)間常數(shù)的實(shí)現(xiàn)和面積之間的設(shè)計(jì)矛盾;
　　6.提出了一種數(shù)字紋波抑制環(huán)路，采用數(shù)字方式對(duì)輸出紋波進(jìn)行消除，可以有效的降低芯片的功耗、面積和噪聲。
　　芯片采用SMIC0.13μm CMOS工藝流片，電源電壓為1.2 V，芯片面積為0.285 mm2。測(cè)試結(jié)果顯示，芯片總共消耗電流1.96μA，帶寬為0.