腦電信號檢測專用集成電路設計研究.pdf

1、腦電是生物電活動的一種，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中始終存在著伴隨腦神經(jīng)活動所產(chǎn)生的電活動。自從1924年德國精神病學家，耶那大學的Hans Berger教授首次發(fā)現(xiàn)并記錄到人腦有規(guī)則的電活動，腦電的研究就一直得到生物醫(yī)學研究領(lǐng)域和臨床應用方面的高度重視。隨著計算機科學的發(fā)展，從腦電信號中提取與心理任務相關(guān)的模式成為可能，腦——機交互研究也就成為新的熱點。由于研究腦電的需要，腦電信號的檢測系統(tǒng)的研制就具有很重要的意義。 一般在大腦皮層所量到的

2、腦電信號振幅約為10mV，再經(jīng)過顱骨及電極片后便衰減到約為5uV~100uV的大小。由于腦電信號非常微弱，也非常容易被受測者本身、量測環(huán)境及電路本身等因素所影響。故本研究旨在設計一個腦電信號檢測芯片系統(tǒng)，將所有前端模擬電路整合于單一芯片中，除可減少元件的成本外，也可降低大量分立元件對量測所造成的干擾，使得后端做處理及分析的信號品質(zhì)能夠更為精確。 本研究所設計的腦電信號檢測芯片包含了基于斬波技術(shù)的差分差值放大器（CHSDDA）、帶

3、通濾波電路、工頻陷波電路、增益調(diào)整電路、兩相一個非重疊時鐘產(chǎn)生電路和電壓基準等電路。用于研究腦電檢測的專用芯片的文獻中尚未見有將工頻陷波電路和前端的信號放大電路集成于同一芯片中，故此為本課題的一個創(chuàng)新之處。電路中將工頻陷波電路和前端的信號放大電路集成于同一芯片中，增加前端信號處理對工頻抑制，提高腦電信號檢測的質(zhì)量。整個電路設計的流程采用全定制設計方式（Full-Custom Design），工藝模型庫采用CSMC的0.6um CMOS