A low-power low-noise CMOS amplifier for neural recording applications

تاریخ: ۲۰۰۳

پایگاه: IEEE Xplore

لینک دانلود اصل مقاله

نام مجله: Solid-State Circuits

قیمت: ۱۰۰,۰۰۰ ریال

تعداد صفحات انگلیسی: ۸

تعداد صفحات فارسی: ۱۴

کد: ۳۰۳۲۷

چکیده فارسی

دانشمندان و پزشکان به تقویت‌کننده‌های بیوسیگنال کم‌نویز توان پایینی نیاز دارند که بتوانند سیگنال‌هایی در محدوده میلی‌ هرتز تا کیلو هرتز را تقویت کنند و در عین حال آفست‌های بزرگ dc تولید شده در واسط الکترود بافت را رد کنند. ظهور آرایه‌های چند الکترودی کاملاً کاشتنی، نیاز به یک بیوتقویت‌کننده جدید را به وجود آورده است که از یک المان شبه‌مقاومت MOS دوقطبی برای تقویت سیگنال‌های فرکانس پایین تا محدوده میلی‌ هرتز استفاده می‌کند و به طور همزمان آفست‌های بزرگ dc را رد می‌کند. ما حد مصالحه‌ی نویز توان (فاکتور نویز موثر) را از لحاظ تئوری برای این تقویت‌ کننده بدست می‌آوریم و نشان می‌دهیم که پیاده‌سازی VLSI ما با استفاده از ترانزیستورهای MOS که به طور انتخابی در وارونگی ضعیف و شدید کار می‌کنند به این حد می‌رسد. تقویت‌ کننده حاصل که در فرآیند ۱٫۵-µm CMOS ساخته شده است سیگنال‌های ۰٫۰۲۵Hz تا ۷٫۲kHz را با نویز ورودی ۲٫۲ µVrms و توان مصرفی ۸۰ µW عبور می‌دهد و سطح مصرفی آن ۰٫۱۶mm2  است. از روش طراحی ما برای توسعه‌ی یک تقویت‌ کننده موج‌نگار مغز با پهنای باند ۳۰Hz و اتلاف توان ۰٫۹ µW با مصالحه‌ی نویز توان مشابه استفاده شد.

چکیده انگلیسی

There is a need among scientists and clinicians for low-noise low-power biosignal amplifiers capable of amplifying signals in the millihertz-to-kilohertz range while rejecting large dc offsets generated at the electrode-tissue interface. The advent of fully implantable multielectrode arrays has created the need for fully integrated micropower amplifiers. We designed and tested a novel bioamplifier that uses a MOS-bipolar pseudoresistor element to amplify low-frequency signals down to the millihertz range while rejecting large dc offsets. We derive the theoretical noise-power tradeoff limit – the noise efficiency factor – for this amplifier and demonstrate that our VLSI implementation approaches this limit by selectively operating MOS transistors in either weak or strong inversion. The resulting amplifier, built in a standard 1.5-μm CMOS process, passes signals from 0.025Hz to 7.2 kHz with an input-referred noise of 2.2 μVrms and a power dissipation of 80 μW while consuming 0.16 mm2 of chip area. Our design technique was also used to develop an electroencephalogram amplifier having a bandwidth of 30 Hz and a power dissipation of 0.9 μW while maintaining a similar noise-power tradeoff

مشخصات استنادی

Harrison, R. R., & Charles, C. (2003). A low-power low-noise CMOS amplifier for neural recording applications. Solid-State Circuits, IEEE Journal of, 38(6), 958-965

دانلود اصل مقاله

ویژگی‌های مقاله یک تقویت کننده کم نویز توان پایین برای کاربردهای ثبت عصبی

مقاله “یک تقویت کننده کم نویز توان پایین برای کاربردهای ثبت عصبی” در سال ۲۰۰۳ در مجله Solid-State Circuits چاپ شده و در پایگاه اطلاعاتی IEEE نمایه شده است. این مقاله به بررسی تقویت‌کننده‌های بیوسیگنال کم‌نویز توان پایینی، آرایه‌های چند الکترودی کاشتنی و تقویت سیگنال‌های فرکانس پایین پرداخته است. همچنین براساس اطلاعات پایگاه اطلاعاتی گوگل اسکولار این مقاله ۹۰۵ بار مورد استناد قرار گرفته است.