Bộ tiền xử lý tương tự sử dụng kỹ thuật điều khiển ổn định chopper cho hệ thống ghi tín hiệu điện não bệnh động kinh

Abstract

Bài báo trình bày một cấu trúc chopper mới sử dụng cho bộ khuếch đại tương tự trở kháng đầu vào cực cao, nhiễu thấp và mạch tiền xử lý tương tự 8 kênh băng thông rộng (AFE) cho các hệ thống ghi thần kinh công suất thấp. Cấu trúc chopper mới được đề xuất sử dụng trong tầng CCIA để giảm việc nạp điện tích và truyền clock, giúp làm giảm nhiễu gợn tần số cao ở tín hiệu đầu ra bộ AFE. AFE đề xuất được thiết kế và mô phỏng bằng quy trình CMOS chuẩn 180nm và hoạt động ở dải tần rộng từ 2,1Hz đến 2500Hz với nhiễu tham chiếu đầu vào thấp 1,6 µVrms và CMRR trên 80dB ở 2,1Hz. Kết quả tổng mức tiêu thụ điện năng thấp hơn 4,3µW trên mỗi kênh. Với cấu trúc AFE được đề xuất, trở kháng đầu vào là 35GΩ tại 21Hz và trở kháng tối thiểu trên băng thông hoạt động là 75MΩ tại 2,5kHz. Cấu trúc chopper sử dụng trong AFE đã giảm thiểu hơn 10dB tổng nhiễu tạo ra từ các clock điều khiển.