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1、無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)(WBAN)是一個(gè)交叉技術(shù)領(lǐng)域,與半導(dǎo)體技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、無(wú)線(xiàn)通信等技術(shù)有著密不可分的關(guān)系。它的誕生使遠(yuǎn)程醫(yī)療成為可能,成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。模擬前端電路作為生物醫(yī)學(xué)信號(hào)采集的最前端電路,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能有著較大的影響,在無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)中有著重要的作用。
本文基于無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)和生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的原理,對(duì)模擬前端電路的設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行了分析、討論,設(shè)計(jì)了適合無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)應(yīng)用的生物電信號(hào)采集模擬前端集成電路。整個(gè)電路包括前置放大器、低通濾
2、波器和可編程增益放大器(PGA)。電路具有低功耗、低噪聲、高共模抑制比等性能。
前置放大器采用嵌套斬波技術(shù)減小低頻1/f噪聲,差分差值輸入、交叉耦合結(jié)構(gòu)增加共模抑制比,T型電容反饋減小芯片面積。在1.8 V電源電壓下,靜態(tài)電流為35μA,閉環(huán)增益為40.6 dB,CMRR為125 dB,輸入等效噪聲僅為15.24 nV/sqrt(Hz)(@100 Hz),即150 nVrms(0.01-100 Hz)。濾波器采用五階巴特沃斯低
3、通濾波結(jié)構(gòu)和高增益的兩級(jí)單端輸出OTA,無(wú)需共模反饋電路,同時(shí)能效地消除二次諧波失真。其中OTA電路采用亞閾值區(qū)驅(qū)動(dòng)、電流分流和源極負(fù)反饋等技術(shù),以獲得更低的恒定跨導(dǎo)值、更寬的線(xiàn)性范圍和更低的諧波失真。濾波器在1.8 V電源電壓下,靜態(tài)電流為9.8μA,截止頻率為100-500 Hz,直流增益為-6 dB,阻帶衰減為100 dB每十倍頻,三次諧波失真小于-62 dB@400 mV。PGA采用了電容負(fù)反饋結(jié)構(gòu),四位數(shù)字信號(hào)控制增益,四位數(shù)
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