腦電信號(hào)檢測(cè)專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)研究.pdf

1、腦電是生物電活動(dòng)的一種，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中始終存在著伴隨腦神經(jīng)活動(dòng)所產(chǎn)生的電活動(dòng)。自從1924年德國(guó)精神病學(xué)家，耶那大學(xué)的Hans Berger教授首次發(fā)現(xiàn)并記錄到人腦有規(guī)則的電活動(dòng)，腦電的研究就一直得到生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域和臨床應(yīng)用方面的高度重視。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，從腦電信號(hào)中提取與心理任務(wù)相關(guān)的模式成為可能，腦——機(jī)交互研究也就成為新的熱點(diǎn)。由于研究腦電的需要，腦電信號(hào)的檢測(cè)系統(tǒng)的研制就具有很重要的意義。 一般在大腦皮層所量到的

2、腦電信號(hào)振幅約為10mV，再經(jīng)過(guò)顱骨及電極片后便衰減到約為5uV~100uV的大小。由于腦電信號(hào)非常微弱，也非常容易被受測(cè)者本身、量測(cè)環(huán)境及電路本身等因素所影響。故本研究旨在設(shè)計(jì)一個(gè)腦電信號(hào)檢測(cè)芯片系統(tǒng)，將所有前端模擬電路整合于單一芯片中，除可減少元件的成本外，也可降低大量分立元件對(duì)量測(cè)所造成的干擾，使得后端做處理及分析的信號(hào)品質(zhì)能夠更為精確。 本研究所設(shè)計(jì)的腦電信號(hào)檢測(cè)芯片包含了基于斬波技術(shù)的差分差值放大器（CHSDDA）、帶

3、通濾波電路、工頻陷波電路、增益調(diào)整電路、兩相一個(gè)非重疊時(shí)鐘產(chǎn)生電路和電壓基準(zhǔn)等電路。用于研究腦電檢測(cè)的專(zhuān)用芯片的文獻(xiàn)中尚未見(jiàn)有將工頻陷波電路和前端的信號(hào)放大電路集成于同一芯片中，故此為本課題的一個(gè)創(chuàng)新之處。電路中將工頻陷波電路和前端的信號(hào)放大電路集成于同一芯片中，增加前端信號(hào)處理對(duì)工頻抑制，提高腦電信號(hào)檢測(cè)的質(zhì)量。整個(gè)電路設(shè)計(jì)的流程采用全定制設(shè)計(jì)方式（Full-Custom Design），工藝模型庫(kù)采用CSMC的0.6um CMOS