應(yīng)用于肌電信號(hào)探測(cè)的放大器設(shè)計(jì).pdf

1、相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)有2000多萬(wàn)各類(lèi)肢體截癱患者，其中有200多萬(wàn)因脊髓損傷導(dǎo)致的截癱或四肢癱瘓患者?；颊呱钭岳砟芰κ芟奚踔羻适?，嚴(yán)重影響了生活質(zhì)量。采用微電子技術(shù)和神經(jīng)系統(tǒng)理論相結(jié)合的方法，采集正常人體四肢的體表肌電(Surface Electromyographic，SEMG)信號(hào)，對(duì)癱瘓肢體進(jìn)行功能電刺激，從而實(shí)現(xiàn)癱瘓肢體協(xié)調(diào)和運(yùn)動(dòng)功能重建的目標(biāo)。體表肌電信號(hào)的采集與放大對(duì)于整個(gè)神經(jīng)信號(hào)探測(cè)前端來(lái)說(shuō)非常重要。本論文主要研究體表肌

2、電信號(hào)放大器電路的設(shè)計(jì)。
　　本設(shè)計(jì)采用兩級(jí)濾波器級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，將噪聲與信號(hào)擺幅分開(kāi)考慮，使用基于gm/id的設(shè)計(jì)方法分別設(shè)計(jì)兩級(jí)運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(Operational Transconductance Amplifier，OTA)，采用有源晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)大阻值的反饋電阻，從而實(shí)現(xiàn)選頻功能。將充當(dāng)有源電阻的晶體管的柵極電壓?jiǎn)为?dú)引出，調(diào)節(jié)此電壓可以控制電阻值以確保精確選頻。整個(gè)設(shè)計(jì)采用TSMC0.18μm CMOS工藝，供電電壓為1.8

3、V，根據(jù)后仿結(jié)果顯示，整個(gè)肌電信號(hào)放大器增益為60dB，可以實(shí)現(xiàn)50～1500Hz的選頻，靜態(tài)功耗為7.2μW，在50～1000Hz的頻帶內(nèi)，積分噪聲為2.03μVrms，電壓輸出擺幅達(dá)到±0.92V，噪聲效率因子(Noise Efficiency Factor，NEF)為4.86。整個(gè)芯片尺寸為2mm×3mm。
　　根據(jù)仿真結(jié)果，肌電信號(hào)放大器能夠有效地探測(cè)并放大微弱的體表肌電信號(hào)，為接下來(lái)信號(hào)的數(shù)字化處理和傳遞打下了良好的基礎(chǔ)