應(yīng)用于便攜式設(shè)備的生物電信號(hào)讀取電路研究.pdf

1、便攜式生物電信號(hào)讀取電路一般指讀取人體相關(guān)生理電信號(hào)的便攜式設(shè)備中的前端電路，主要完成相關(guān)信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換及處理等相關(guān)功能。常見的生物電信號(hào)讀取電路主要由四個(gè)模塊構(gòu)成：前置放大電路、低通濾波器、可變增益放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，本文對(duì)兩個(gè)模塊進(jìn)行了相關(guān)的研究。
　　前置運(yùn)放采用差分差值運(yùn)放和斬波穩(wěn)定技術(shù)相結(jié)合的差分差值斬波構(gòu)架。差分差值運(yùn)放能夠極大地提高運(yùn)放的共模抑制比，斬波穩(wěn)定技術(shù)則能夠有效的降低前置運(yùn)放的等效輸入噪聲和失調(diào)電壓。本文

2、在分析了差分差值運(yùn)放的增益和噪聲性能之后，提出了一種優(yōu)化方法：降低差分差值運(yùn)放電路中部分晶體管的跨導(dǎo)，有效的降低了差分差值斬波運(yùn)放電路的功耗、等效輸入噪聲和芯片面積。
　　應(yīng)用于生物電信號(hào)讀取電路中的Gm-C濾波器要求OTA具有較大的輸入線性范圍和極低的跨導(dǎo)值。本文采用輸入晶體管工作在強(qiáng)反型線性區(qū)的OTA電路，實(shí)現(xiàn)了±1.2V的寬線性范圍。利用OTA電路模擬LC梯形網(wǎng)絡(luò)中的電阻和電感元件，完成了一款五階Gm-C巴特沃斯低通濾波器的

3、設(shè)計(jì)。
　　差分差值斬波運(yùn)放電路和低通濾波器電路均采用1.8V電源電壓和0.18μm CMOS工藝。差分差值斬波運(yùn)放，其靜態(tài)電流為22μA，閉環(huán)增益為39dB，共模抑制比大于100dB；經(jīng)PSS、PAC、PNOISE仿真分析，其等效輸入噪聲為62.79nV/sqrt(Hz)@100Hz，0.1~100Hz的積分噪聲為802nV。低通濾波器經(jīng)設(shè)計(jì)、仿真，其帶寬為283Hz，三次諧波失真為-51dB，帶內(nèi)衰減為-6.4dB，功耗為22