低电压生物信号传感器专用集成电路设计

发布时间：2018-02-09 07:52

本文关键词： 生物信号生物传感器前置放大器模数转换器斩波稳定技术自动校准　出处：《天津工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：生物信号可以反映人类身体内部信息,通过对生物信号的检测分析可以帮助医生诊断病人的健康状况。脑电信号具有良好的时间和空间分辨率,适于长时间监控及连续信息采集,而传统的医疗大型设备无法长时间监控。所以小型化、便携式生物传感器的研究和应用逐渐成为热点。本文利用集成电路技术设计了一款应用于脑电信号检测的生物传感器。主要设计模块有低功耗前置放大器和12bit SAR ADC。前置放大器采用斩波稳定技术降低了 1/f噪声的影响,对于脑电信号振幅的不同主放大器部分采用可编程增益放大器。为了降低芯片面积和开关切换引起的功耗损失,SARADC的DAC部分采用分段式电荷再分配结构,同时加入自动校准电路用以消除寄生电容和电容误差造成的精度损失。所设计电路采用CMOS0.13μm工艺,电源电压为1.2V。前置放大器利用斩波稳定技术有效的消除了 1/f噪声,其增益为40dB～100dB,相位裕度54.7°,-3dB带宽为542kHz,功耗为93.6μW。12 bit SARADC功耗为26μW,处理速度为15KS/s。加入校准后,DAC的INL值从6LSB下降到了 0.25LSB以下。核心部分的芯片面积0.52x0.4mm2,整体电路的设计能够满足电池供电的便携式设备应用。
[Abstract]:This paper uses integrated circuit technology to reduce the loss of 1 / f noise . In order to reduce chip area and loss of power consumption caused by switch - switching , the main design module has low power consumption preamplifier and 12bit SAR ADC . In order to reduce the chip area and the loss of power consumption caused by switch switching , the design circuit uses the chopping stabilization technique to reduce the precision loss caused by parasitic capacitance and capacitance error .

【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP212.3

【参考文献】