基于fpga人体通信中位同步提取电路设计

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1、生物医学工程研JournalofBiomedicalEnglneeringResearch川20l10U。●29{3}：。l18olJ～l18o5Jg基于FPGA的人体通信中位同步提取电路的设计*王文，高跃明△，陈艺东，潘少恒，麦炳源，韦孟宇，杜民(1．福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室，福州350002；2．澳门大学科技学院电机及电子工程系生物医学工程实验室，澳门999078)摘要：根据人体信道特点，以FPGA为平台设计了一种适用于电流耦合型人体通信的全数字锁相位同步提取电路。仿真和测试的结果表明，该电路

2、具有较好的相位跟踪性能，可以达到锁定时间短、相位抖动小、锁相精度高的结果，为讨论人体通信系统的实现与传输方式提供了有效保证。关键词：人体信道；电流耦合性；人体通信；FPGA；相位跟踪；全数字锁相环；位同步；传输方式中图分类号：R318．6文献标识码：A文章编号：1672．6278(2010)03．0181—05DesignofExtractingCircuitforBitSynchronizationofIntra——bodyCommunicationbaseonFPGAWANGWen1，GAOYuendng~，C

3、HENYidong~，PANShaohengPUMak一，MIVai一，DUManI，(1．FuzhouUniversity，脚LaboratoryofMedicalInstrumentation&Pharmace~icalTechnology，Fuzhou350002，China；2．BiomedicalEngineeringLab，DepartmentofElectricalandElectronic~Engineering，FacultyofScienceandTechnology，UniversityofM

4、acau，MacauSAR999078，China)Abstract：Accordingtothecharacteristicsofhumanchannel，allextractioncircuitofalldigitalphase～lockedbitsynchronizationbasedonFPGAisdesigned，whichappfiestogalvaniccouphngIntra—bodyCommunication(IBC)．Theresultsofsimulationandtestshowthatth

5、ecircuitissuitableforphase—trackingandappearsquicklaunching，smaHeITOFSandhighprecision．AnditisguaranteedfortheimplementationofIBCsystem．’Keywords：Humanchannel；Galvaniccouphng；Intra—bodyConmaunication；Fieldprogrammablegatearroly；Phase—trackingperformance；AllDit

6、alPhase—LockedLoop；BitSynchronization易受到接地因素和周围环境的影响，因而具有更好1引言的适应性和抗干扰性2J。本课题组着眼于电流耦合人体通信(intra—bodycommunication，IBC)是一型人体通信，前期在人体电磁理论建模、数值仿真、种新兴的短距离通信方式1]，在穿戴式医疗监护领收发端硬件设计等方面展开了一系列开创性的研域中具有广阔的应用前景。IBC将人体作为电信号究I3j，摸清了准静态电磁场中电流耦合型人体通的传输媒质，以实现一切可与人体接触的电子装置信的信道特

7、性。为此，设计和实现一套用于电流耦之间的数据传输和共享。现阶段的IBC可分为电容合型人体通信的数字通信系统显得十分必要。耦合型和电流耦合型两种。由于后者的实现过程不图1为电流耦合型人体通信的系统框图。原始*科技部国际合作项目(2009DFA32050)；澳门科技发展基金项目(014／2007／A1，063／2009／A，024／2009／A1)；福建省科技厅重点项目(2008J1005，200910016)；澳门大学科研基金(UL012一YI／EEE／VMIO1／FST；RG077／09一IOS／VMI／FST；R

8、G075—07—08S／10T／VMI／FST；RG072／09—10s／MPl『／r)。△通信作者Email：fzugym@yahoo．COIn．an182生物医学工程研究第29卷信号经发送器编码、调制和预处理转化成相应的交filter，OF)、数控振荡器(digital—controlledoscillator，变电流在人体上进行传输；接收器在人体表面差