摘要：针对生物信号微弱、变化范围大等特点设计了一种用于检测微弱电流的全差分跨阻放大器(TIA)电路结构。不同于传统电路的单端输入,该结构采用高增益的全差分两级放大器实现小信号输入及轨到轨输出。基于CSMC 0.18μm CMOS工艺,采用1.8V电源电压对设计的电路进行了仿真,仿真结果表明:TIA输入电流动态范围为100nA^10μA,最大跨阻增益达到104.38dBΩ,-3dB带宽为4MHz,等效输入噪声电流为1.26pA/Hz。对电路进行跨阻动态特性仿真表明,在输入电流为100nA时,输出电压的动态摆幅达到3.24mV,功耗仅为250μW,总谐波失真(THD)为-49.93dB。所设计的高增益、低功耗、宽输入动态范围TIA适用于生物医疗中极微小生物信号的采集,可作为模块电路集成在便携设备中。

摘要：介绍基于FPGA并利用双光源对脉搏波信息进行实时采集的方案,阐述了系统的设计原理,并对系统核心部分光源控制电路设计进行了详细描述,最后对系统调试结果进行介绍和分析。系统设计采用自顶向下的层次式设计方法,应用Verilog HDL语言完成,并在Quartus Ⅱ环境下开发实现。

摘要：由于穿戴设备的能量限制对ADC的功耗提出了更高的要求,所以在本设计的12位高精度低功耗SAR ADC中DAC部分采用VCM-Based电容开关时序来降低功耗;比较器部分通过在低精度模式和高精度模式间切换的方法来减少功耗,同时合理设计脉宽,降低工作时间,进一步降低功耗;SAR逻辑部分的时钟信号由比较器输出控制,减少不必要的功耗浪费,同时实现较高的无杂散动态范围。设计基于CSMC 0.18μm CMOS工艺,在1.8 V电源电压和10 k Sps的采样频率下,得到ADC的性能参数为:无杂散动态范围(SFDR)83.97 d B,信噪失真比(SNDR)71.92 d B,有效位数(ENOB)11.65 bit,总功耗868 n W,品质因数(FOM)28.6 f J/Conv,芯片面积472μm×199μm。

摘要：设计了一款通过对光电容积脉搏波信号（PPG）处理来实现人体心率计算的硬件系统。采集到脉搏波信号后,首先采用汉明窗倒转式结构FIR滤波器过滤采集信号的噪声,在峰值检测模块中脉搏波信号的收缩峰,并且对脉搏波求一阶导数后检测其舒张峰,之后对两次峰值检测的输出进行计数,分别用其平均值计算心率。在计算结果稳定后,两种方法计算的心率相差在5%左右。信号处理系统的设计在Quartus II上完成,在ModelSim中验证模拟结果。

摘要：基于CSMC 180 nm CMOS工艺,设计了一款8位逐次逼近(SAR)A/D转换器芯片。采用了改进型的DAC结构,不仅解决了最高位电容对SAR ADC速度的影响,而且提高了高速动态锁存比较器电路的效率。仿真结果表明,在输入信号为25 MHz、采样频率51 MS/s的条件下进行仿真,该A/D转换器的功耗为0.61 m W,FOM值为89 f J/conv,信号噪声失真比(SNDR)为44.34 d B,无散杂动态范围(SFDR)为51.6 d B,有效位数(ENOB)为7.07 d B。在固定单位电容的结构中,只在差分结构两端最高位各增加一个寄存器资源的条件下,以增加0.05 m W的功耗代价,使速度相对于传统结构提高了一倍。