基于神经信号采集技术的无线传输片上系统研究

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1、基于神经信号采集技术的无线传输片上系统研究摘要：基于生物电信号的幅频特性，研究了高精度、低噪声和低功耗的信号采集与无线传输方法和优化理论。通过SMIC180nm1P6M标准CMOS工艺设计实现了一款用于自由活动被测体的神经电信号采集和无线传输芯片。主要论述了射频电路设计，在该生物电信号采集和传输系统中采用无线方式对信号进行传输，为了增加其通用性，兼顾板级天线互连及其面积尺寸，依据科学研究、教育和商用的开放频段(2.4〜2.438GHz)对无线收发组件进行研宄和设计。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习

2、和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。关键词：生物电信号；集成电路；无线传输；低噪声；低功耗;CMOS中图分类号：TN4?34；TM417文献标识码：A文章编号：10047373X(2017)11?0151?04ResearchonwirelesstransmissionSoCbasedonneuralsignalacquisitiontechnologyLIJiahui,LIANGYong(HenanUnive

3、rsity,Kaifeng475000,China)Abstract:Onthebasisofamplitudc?frcqucncycharacteristicofbioelectricalsignal,thehigh?precision,1ow?noiseand1ow?powerconsumptionsingalacquisitionandwirelesstransmissionmethod,anditsoptimizationtheoryarestudied.Anelectro?neurographicsign

4、alacquisitionandwirelesstransmissionchipappliedtothefreedomitermundertestwasrealizedwithCMOSprocessconformingSMIC180nm1P6Mstandard.ThedesignofRFcircuitisdiscussedmainly.Thewirelessmodeisselectedtotransmitthesignalintheelectro?neurographicsignalacquisitionandtr

5、ansmissionsystem.Inordertoenhancetheversatility,andtakeintoaccounttheboa.rd?levelantennainterconnectionanditssize,thewirelessreceivingconponentwasresearchedanddesignedaccordingtotheopenband(2.4~2.438GHz)ofscientificresearch,educationandcommercial.Keywords:bioe

6、lectricalsignal；integratedcircuit；wirelesstransmission；lownoise;low?powerconsumption；CMOS随着现代集成电路工艺技术的发展和进步，结合微电子技术的神经电学已经成为非常有前景，同时也是非常复杂的交叉学科热点课题[1]。目前对神经电信号、信号处理技术、集成电路技术及工艺等的研究已有一定的基础，而且一些生物电信号处理系统初现雏形，通过电学的方式进行大脑和神经元的信息采集、实时监控、神经修复、甚至脑电控制的智能传感及信号处理系统的实际需求

7、越来越多且紧迫，同时对推动科技发展、改善人们生活也有着重要的价值。1神经信号采集及无线传输系统的系统构架1.1关键设计要点对电路设计的具体关键指标和要点要求主要?W现在以下三个方面：(1)低噪声的设计低噪声的设计对于准确和完整的采集信号是至关重要的决定要素，因此噪声性能在很大程度上影响了甚至直接决定系统的整体性能和应用效果。本设计涉及到的低噪声指标主要是对于模拟前端的要求，模拟前端包括从微电极采集到的神经信号到模数转换后的数字信号的处理过程［2］。低噪声设计体现在两个方面：采用低噪声的结构和采用低噪声的器件。在本文

8、的设计中选择亚阈值的器件实现低噪声的要求。工作在亚阈值区域的晶体管，由于其载流子以扩散电流的形式传输，故其在氧化层和硅衬底的界面上被俘获和释放的几率非常小，从而产生的干扰噪声也很小。在高阻值小面积的电阻实现可能下，片上集成高通滤波器，一方面去除了信号频带外低频闪烁噪声，另一方面实现了前级电路的高输入阻抗［3］。(2)低功耗设计低功耗从保护被测活体到提高续航能