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题名面向生物电信号提取的超低功耗自举采样开关
被引量：2
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作者
李娜
段文娟
张伟哲
刘鑫芳
孟庆端
刘博
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机构
河南科技大学电气工程学院
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出处
《电子器件》
CAS
北大核心
2021年第5期1066-1071,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(61704049,61804046)
河南省科技厅科技计划项目(192102210087,182102210295)。
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文摘
为有效提取低频、微弱、易受干扰的人体生理信号,可穿戴和医疗植入式ASIC电极中的ADC需搭载低功耗、高输出线性的栅压自举采样开关,其性能直接影响生物界面上本征信号的完整性和提取精度。本研究采用65 nm/0.6 V CMOS工艺,设计了一种适配该应用的栅压自举采样开关。通过附加"虚拟管"抑制电荷注入效应提升采样精度,通过增设"动态体偏置模块"和"体偏置切换控制模块",抑制阈值波动,稳定输出线性度。考虑人体生物电信号的低幅度和低频特性,分别对峰值0.6 V的信频上限10 kHz和低频100 Hz的模拟生理电信号以10 Msample/s的采样频率进行高速采样仿真分析。结果显示:在高频10 kHz消耗功耗587.3 nW,有效采样位数达8.9 bit,获得非杂散动态范围62.02 dB;当信频降为100 Hz,功耗降至6 nW,有效位数6.33 bit,非杂散动态范围可提升至78.19 dB。Cadence仿真结果表明,设计的自举开关性能可较好地满足人体生物电信号的采样需求。
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关键词
模拟生物电信号
自举采样开关
高线性
低功耗
动态体偏置
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Keywords
bioelectric signal
sampling bootstrap switch
high linearity
low power consumption
dynamic body bias
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分类号
TP391.4
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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