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多通道生物信号记录系统中 CMRR 下降的分析
摘要 — 近期已有报道采用共享参考方案并实现高共模抑制比（即 CMRR > 80dB）的多通道生物信号记录系统。虽然众所周知，共享参考方案会导致生物放大器输入端的阻抗不匹配，从而限制可实现的最大 CMRR，但仍然缺乏能够对这种退化源进行定量评估的理论研究。本简报提供了由电极阵列和生物放大器组成的输入接口的等效电路模型，然后进行了完整分析以计算 CMRR 退化。本文介绍了基于先前设计和制造的 180nm CMOS 工艺的 32 通道神经记录前端的模拟结果，结果与理论结果非常吻合。
具有高CMRR和PSRR
摘要 - 在本文中，通过在每个阶段选择和优化合适的结构，我们设计了一个多功能低噪声斩波器放大器。具有高CMRR和PSRR的拟议的神经斩波器放大器适用于EEG，LFP和AP信号，而NEF较低。为了最大程度地减少噪声并增加带宽，选择了单阶段的电流重复使用放大器，并选择了抗伪式的共同模式反馈，而在第二阶段实现了一个简单的完全差异放大器，以提供高摆动。具有活性RC积分器的DC伺服回路旨在阻止电极的直流偏移，并使用正反馈回路来增加输入阻抗。最后，使用了区域和功能效率的纹章减少技术和切碎的尖峰过滤器，以具有清晰的信号。设计的电路在市售的0中模拟。18 µm CMOS技术。3。7 µA电流来自±0。6 V供应。总带宽从50 MHz到10 kHz，而该带宽中的总输入引用噪声为2。9 µV RM，中带增益约为40 dB。设计的放大器可以忍受高达60 mV的DC电极偏移量，并且积极反馈回路的放大器输入阻抗为17mΩ，而切碎频率为20 kHz。随着设计的连锁降低，由于在切碎频率下的上调噪声，输入引用的噪声中只有一个可忽略不计的峰。为了证明设计电路的性能，进行了500个蒙特卡洛分析以进行过程和不匹配。CMRR和PSRR的平均值分别为94和80 dB。索引项 - 仪器放大器，高CMRR，交叉耦合OTA，电流reuse ota。
改进的电流重用 OTA 可通过 ... 实现高 CMRR
摘要 — 由于生物医学信号幅度非常低，且具有与环境噪声类似的高共模特性，因此用于这些信号的放大器应具有高 CMRR。交叉耦合放大器对差分和共模信号的负载行为导致高 CMRR，因此会强烈衰减共模信号。由于交叉耦合放大器差分增益较低，因此其负载与电流复用运算放大器相结合。在 0.18 µm CMOS 技术中，模拟并比较了具有传统共模反馈和改进负载的全差分电流复用 OTA 的最终 CMRR。模拟了它们的 CMRR 失配和工艺变化。根据模拟结果，对于相同的功耗 W 和 L，改进的交叉耦合负载电流复用具有最佳性能。在最坏情况下，其 CMRR 约为 90 dB，而总功耗在 1.8 V 电源电压下为 18 µW。带宽为 4.8 kHz，此带宽内的总输入参考噪声为 1.04 µV rms 和 0.43 µV rms（0.5 至 100 Hz），这对于本研究中考虑的 EEG 应用来说是可接受的噪声和带宽。
全差分电容耦合高 CMRR 低...
摘要 干电极的使用正在迅速增加。由于干电极的阻抗很高，因此在电极和放大器之间的连接节点处有一个高阻抗节点。这会导致吸收电力线信号，而高 CMRR 放大器对于消除这种情况至关重要。在本文中，我们提出了一种具有高 CMRR 的低功耗低噪声斩波稳定放大器。为了最大限度地降低输入参考噪声，采用了基于反相器的差分放大器。同时，设计了一个直流伺服环路来抑制电极的直流偏移。由于所有级都需要共模反馈，因此每个放大器都使用了合适的电路。此外，在最后一级实施了斩波尖峰滤波器以衰减斩波器的尖峰。最后，为了消除失配和后期布局造成的偏移效应，采用了直流偏移抑制技术。设计的电路采用标准 180 nm CMOS 技术进行仿真。设计的斩波放大器在 1.2 V 电源下仅消耗 1.1 l W。中频带增益为 40 dB，带宽为 0.5 至 200 Hz。其带宽内的总输入参考噪声为 1 l V rms。因此，设计电路的 NEF 和 PEF 分别为 2.7 和 9.7。为了分析所提出的斩波放大器在工艺和失配变化下的性能，进行了蒙特卡罗模拟。根据 200 次蒙特卡罗模拟，CMRR 和 PSRR 分别为 124 dB（标准偏差为 6.9 dB）和 107 dB（标准偏差为 7.7 dB）。最终，总面积消耗为 0.1 mm 2（不含焊盘）。