應(yīng)用于肌電信號探測的放大器設(shè)計(jì).pdf

1、相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國有2000多萬各類肢體截癱患者，其中有200多萬因脊髓損傷導(dǎo)致的截癱或四肢癱瘓患者?；颊呱钭岳砟芰κ芟奚踔羻适В瑖?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，對癱瘓肢體進(jìn)行功能電刺激，從而實(shí)現(xiàn)癱瘓肢體協(xié)調(diào)和運(yùn)動功能重建的目標(biāo)。體表肌電信號的采集與放大對于整個神經(jīng)信號探測前端來說非常重要。本論文主要研究體表肌

2、電信號放大器電路的設(shè)計(jì)。
　　本設(shè)計(jì)采用兩級濾波器級聯(lián)的結(jié)構(gòu)，將噪聲與信號擺幅分開考慮，使用基于gm/id的設(shè)計(jì)方法分別設(shè)計(jì)兩級運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(Operational Transconductance Amplifier，OTA)，采用有源晶體管來實(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單獨(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，整個肌電信號放大器增益為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。整個芯片尺寸為2mm×3mm。
　　根據(jù)仿真結(jié)果，肌電信號放大器能夠有效地探測并放大微弱的體表肌電信號，為接下來信號的數(shù)字化處理和傳遞打下了良好的基礎(chǔ)