Συντάχθηκε 13-10-2020 08:54
Ενημερώθηκε:
15-10-2020 10:28
Τόπος: Η παρουσίαση θα γίνει με τηλεδιάσκεψη
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 14/10/2020 12:00
Λήξη: 14/10/2020 13:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΓΚΟΥΒΑΤΣΟΣ
θέμα
Σχεδίαση CMOS Ενισχυτή Βιολογικών Σημάτων Χαμηλής Ισχύος και Χαμηλού Θορύβου
Design of Low-Power Low-Noise Integrated CMOS Biosignal Amplifier
Εξεταστική Επιτροπή
Αναπληρωτής Καθηγητής Ματτίας Μπούχερ (επιβλέπων)
Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπάλας
Καθηγητής Κωνσταντίνος Καλαϊτζάκης
Περίληψη
Σε αυτήν την εργασία θα μελετήσουμε τη διαδικασία σχεδίασης ενός ενισχυτή χαμηλής ισχύος και χαμηλού θορύβου με εφαρμογή στην ενίσχυση εγκεφαλικών σημάτων. Ο βιο-ενισχυτής υλοποιήθηκε σε CMOS τεχνολογία 90 nm έτσι ώστε να είναι κατάλληλος για ενσωμάτωση σε πολυκάναλα καταγραφικά εμφυτεύματα. Το ηλεκτρόδιο καταγραφής σημάτων του βιο-ενισχυτή συνδέεται άμεσα στην είσοδο ενός ενισχυτή χαμηλού θορύβου ο οποίος περιλαμβάνει στην ανάδρασή του έναν ολοκληρωτή Miller. Ο ολοκληρωτής, επιτυγχάνοντας μεγάλη χρονική σταθερά, προσδίδει στον βιο-ενισχυτή την ικανότητα απόρριψης ανεπιθύμητων σημάτων χαμηλών συχνοτήτων καθώς θέτει την χαμηλή συχνότητα αποκοπής του στα 121.5 Hz. Η μεγάλη χρονική σταθερά του ολοκληρωτή προκύπτει από μια δομή διοδικών τρανζίστορ που παρουσιάζει υψηλή αντίσταση και επιτρέπει την χρήση πυκνωτή μειωμένης χωρητικότητας και επιφάνειας. Η σχεδίαση του ενισχυτή υπό τους περιορισμούς που προκύπτουν από την χαμηλή τάση τροφοδοσίας της τεχνολογίας 90 nm, 1.2 V, έγινε με την μεθοδολογία του δείκτη αναστροφής (IC). Το κέρδος του ενισχυτή στη μέση ζώνη είναι 46.8 dB, το εύρος ζώνης του 10.84 kHz, ο θόρυβος στην είσοδό 5.8 μVrms και η κατανάλωση 8.4 μW.
Abstract
In this work we will study the designing procedure of a low-power low-noise amplifier, with application in brain signals amplification. The bio-amplifier was implemented in a 90 nm CMOS process so that it is suitable for integration into multichannel recording implants. The recording electrode of the bio-amplifier is directly connected to the input of a low-noise amplifier which includes a Miller integrator in its feedback. The integrator, achieving a long time constant, gives the bio-amplifier the ability to reject unwanted low frequency signals as it sets its low cut-off frequency at 121.5 Hz. The large time constant of the integrator results from a structure of diode-connected transistors which employs a high resistance and allows the use of capacitors of reduced capacitance and area. The design of the amplifier under the constraints resulting from the low supply voltage of 90 nm technology, 1.2 V, was done with the inversion coefficient methodology (IC) that allows design in weak, moderate and strong inversion. The midband gain of the amplifier is 46.8 dB, its bandwidth is 10.84 kHz, the noise at the input 5.8 μVrms and the power dissipation 8.4 μW.
Meeting ID: 823 9001 0159
Passcode: 171222
