تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,298 |
تعداد مقالات | 15,884 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,118,177 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,888,743 |
تقویت کننده لگاریتمی کم مصرف و کم نویز برای کاربرد ضبط سیگنال های زیست-پتانسیل | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقاله 8، دوره 46، شماره 3 - شماره پیاپی 77، آذر 1395، صفحه 73-81 اصل مقاله (2.51 M) | ||
نویسندگان | ||
حسین شمسی* ؛ الهام بهرامی | ||
دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی | ||
چکیده | ||
چکیده: در این مقاله یک تقویتکننده لگاریتمی کممصرف با نویز پایین، برای استفاده در بخش جلویی میکروسیستمهای ضبط سیگنالهای زیست-پتانسیل، ارائه شده است. بهمنظور جلوگیری از افزایش دمای بافت و تخریب آن در حـوالی الـمان کاشتـهشده، عملکرد کممصرف در سیستمهای ثبت سیگنال عصبی، بسیار حیاتی و مهم است. مشخصه لگاریتمی با استفاده از تقریبهای تکهای-خطی محقق شده و از ساختار جمع موازی برای پیادهسازی تقویتکننده استفاده شده است. ساختار تمام تفاضلی بهکارگرفتهشده در تقویتکننده لگاریتمی، موجب حذف ولتاژ حالت مشترک میشود. این ساختار توانایی تولید خروجی به هر دو صورت جریان و ولتاژ را دارا میباشد. برای حذف آفست DC، از سازوکار حذف آفست در حلقه فیدبک استفاده شده است. تقویتکننده لگاریتمی در فناوریµm 18/0 سیماس شبیهسازی شده است. پیادهسازی مدار توسط رسم جانمایی صورت پذیرفت. نتایج شبیهسازی پس از جانمایی، CMRR به میزان dB 2/130 در فرکانس Hz 60-50 و نویز ارجاع دادهشده به ورودی µVrms 22/3در پهنای باند kHz 10-Hz 1/0 را نشان میدهد. توان مصرفی تقویتکننده لگاریتمی µW 96/3 برای یک منبع تغذیه V 2/1 است. | ||
کلیدواژهها | ||
واژه های کلیدی: پتانسیل عمل؛ پتانسیل میدان محلی؛ تقریب تکه ای-خطی؛ زیست-پتانسیل؛ کم مصرف | ||
مراجع | ||
[1] K. Iniewski, VLSI Circuit for Biomedical Application, Artech House, INC, 2008. [2] M. Yin and M. Ghovanloo, “A low-noise preamplifier with adjustable gain and bandwidth for biopotential recording applications,” IEEE International Symposium on Circuit and System, ISCAS, pp. 321-324, 2007. [3] M. Mollazadeh, K. Murari, G. Cauwenberghs and N. Thakor, “Wireless micropower instrumentation for multimodal acquisition of electrical and chemical neural activity,” IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 3, pp. 388-397,2009. [4] G. Buzsaki, “Large-scale recording of neuronal ensembles,” Nature Neuroscience, vol. 7, no. 5, pp. 446-451, 2004. [5] R. A. Andersen, S. Musallam, and B. Pesaran, “Selecting the signals for a brain machine interface,” Current Opinion in Neurobiology, vol. 14, no. 6, pp. 720-726, 2004. [6] R. R. Harrison, “The design of integrated circuits to observe brain activity”, Proceedings of the IEEE, vol. 96, no. 7, pp. 1203-1216, 2008. [7] A. M. Sodagar, K. D. Wise and K. Najafi, “A fully integrated mixedsignal neural processor for implantable multichannel cortical recording”, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 54, no. 6, pp. 1075-1088, 2007. [8] R. Chebli and M. Sawan, “Chopped logarithmic programmable gain amplifier intended to EEG acquisition interface,” 25th International Conference on Microelectronics (ICM), pp. 1–4, 2013. [9] F. Seoane, J. Wang, G. Yu, F. Niul, and P. He, “An analog front-end enables electrical impedance spectroscopy system on-chip for biomedical applications,” Physiological Measurement, vol. 29, pp. S267-S278, 2008. 10] J. Ramos and J. L. Ausin, “Design considerations on CMOS limiting amplifiers for wearable biomedical systems,” 20th European Conference on Circuit Theory and Design (ECCTD), pp. 294–297, 2011. [11] K. Kim, S. Choi, J.Kim, and D. Kim, “An improved speech processing strategy for cochlear implants based on an active nonlinear filterbank model of the biological cochlea,” IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 56, no. 3, pp. 828–836, 2009. [12] M. Tavakoli, L. Turicchia, and R. Sarpeshkar, “An ultra-low-power pulse oximeter implemented with an energy-efficient transimpedance amplifier,” IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 4, no. 1, pp. 27–38, 2010. [13] S. Grassini, S. Corbellini, E. Angelini, F. Ferraris, and M. Parvis, “Low-cost impedance spectroscopy system based on a logarithmic amplifier,” IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement, vol. pp, no. 99, 2014. [14] J.-J. Sit and R. Sarpeshkar, “A micropower logarithmic a/d with offset and temperature compensation,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 39, no. 2, pp. 308–319, 2004. [15] B. Gilbert, “Translinear circuits: A proposed classification,” Electronics Letters, vol. 11, no. 1, pp. 14–16, 1975. [16] C. D. Holdenried, J. W. Haslett, J. G. McRory, R. D. Beards and A. J. Bergsma, “A DC-4-GHz true logarithmic amplifier: theory and implementation,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 37, no. 10, pp. 1290–1299, 2002. [17] M. Shaterian, A. Abrishamifar and H. Shamsi, “Analysis and design of the true piecewise approximation logarithmic amplifiers,” Analog Integrated Circuits and Signal Processing, vol. 72, no. 1, pp. 193–203, 2012. [18] F. Zhang, J. Holleman and B. Otis, “Design of ultra-low power biopotential amplifiers for biosignal acquisition applications,” IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 6, no. 4, pp. 344-355, 2012. [19] J. Parthasarathy, A. G. Erdman, A. D. Redish and B. Ziaie, “An integrated CMOS bio-potential amplifier with a feed-forward DC cancellation topology,” 28th IEEE EMBS Annual International Conference, pp. 2974-2977 2006. [20] R. R. Harrison and C. Charles, “A low-power low-noise CMOS amplifier for neural recording applications,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 38, no. 6, pp. 958–965, 2003. [21] Y. Sundarasaradula and A. Thanachayanont, “A 0.7-V, 2.86-μW low-noise logarithmic amplifier for neural recording system,” IEEE TENCON, pp. 0–3, 2013. [22] Y.Tsividis, Operation and Modeling of the MOS Transistor, McGraw-Hill, 2nd edition, 1998. [23] Z. Derafshi and J. Frounchi, “Low‐noise low‐power front‐end logarithmic amplifier for neural recording system,” International Journal of Circuit Theory and Applications, vol. 42, no. 5, pp. 437-451, 2012. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,409 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,861 |