چکیده
1. معرفی
2. طراحی تقویت کننده عصبی
3. نتایج تجربی
4. طراحی تقویت کننده الکتروانسفالوگرام (EEG)
5. نتیجه گیری
منابع
چکیده
دانشمندان و پزشکان نیاز به تقویت کننده های سیگنال حیاتی کم¬توان و کم نویزی دارند که قادر به تقویت سیگنال ها در محدوده میلی هرتز تا کیلوهرتز باشند و در عین حال آفست DC بزرگ تولید شده در رابط الکترود-بافت را حذف کنند. پیدایش آرایه های میکروالکترود تماما قابل کاشت نیاز به تقویت کننده های میکروتوان (توان در محدوده میکرووات) تماما مجتمع را ایجاد کرده است. ما یک تقویت کننده حیاتی جدید را طراحی و تست کرده ایم که از یک عنصر شبه مقاومت ماسفت-دوقطبی به منظور تقویت سیگنال های فرکانس-پایین کمتر از محدوده میلی¬هرتز و همچنین برای حذف آفست های DC بزرگ بهره می برد. ما محدوده تئوری مصالحه نویز-توان (ضریب کارایی نویز) را برای این تقویت¬کننده بدست می آوریم و نشان می-دهیم که پیاده سازی VLSI ما با راه اندازی انتخابی ترانزیستورهای MOS در هر یک از نواحی وارونگی ضعیف یا قوی، به این محدوده نزدیک می شود. تقویت کننده حاصل، در یک فرآیند CMOS 1.5 میکرومتر استاندارد ساخته شد و سیگنال¬های Hz0.025 تا kHz7.2 را عبور می دهد. همچنین دارای نویز ارجاع به ورودی Vrmsµ2.2 و اتلاف توان μW80 است، در حالی که〖mm〗^20.16 از مساحت تراشه را اشغال می کند. روش طراحی ما همچنین برای توسعه یک تقویت کننده الکتروانسفالوگرام استفاده شده بود که دارای پهنای باند Hz30 و اتلاف توان μW0.9 می باشد در حالی که دارای مصالحه نویز-توان مشابهی است.
طراحی تقویت کننده عصبی
شکل 1 شماتیک طرح تقویت کننده زیستی ما را نشان می دهد. این مدار نخستین بار در [18] شرح داده شده است. بهره باند میانی AM توسط C1/C2 تنظیم شده است و برای حالتی که C1,CL≫C2 پهنای باند تقریبا برابر با g_m/(A_M C_L) است که در آن g_m هدایت انتقالی تقویت¬کننده هدایت انتقالی عملیاتی (OTA) است.
طراحی کم نویز کم توان OTA
جریان بایاس و ولتاژهای بایاس کسکد توسط مدارات استاندارد تولید شده¬اند [20]، و مصرف توان این مدارات بایاس در اندازه¬گیری¬های توان ما در نظر گرفته نشده است، زیرا تعداد دلخواه OTA می توانند ولتاژهای تولید شده را به اشتراک بگذارند. گرچه ساختار مدار یک طرح استاندارد مناسب برای راه¬اندازی بارهای خازنی است، اما سایزبندی ترانزیستورها برای دستیابی به نویز پایین در مقادیر کم جریان، حیاتی است. جریان بایاس Ibias در مقدار Aµ8 تنظیم شده است، بنابراین جریان های درین قطعات M1-M8 در Aµ4 تنظیم می شود. در این سطح جریان، هر ترانزیستور بسته به نسبت W/L آن، ممکن است در وارونگی ضعیف، میانه یا قوی راه¬اندازی شود.
