طراحی مداری گیرنده دستگاه الکتروانسفالوگرام مناسب برای کاربردهای قابل حمل

نویسندگان

1 فارغ التحصیل مقطع دکتری مهندسی برق، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه مهندسی برق، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
10.30495/jce.2022.691588
چکیده

در سال‌های اخیر بسیاری از دستگاه‌های الکتروانسفالوگرام (EEG) قابل حمل و بی‌سیم شده اند. با توجه به الزامات تحرک و دوام، دستگاه‌های EEG نیازمند کوچکتر و سبکتر شدن، داشتن توان مصرفی پایین‌تر، به همراه کاهش نویز و آفست هستند. دامنه سیگنال EEG مقداری ضعیف بین ۲۰ تا ۲۰۰ میکروولت است و فرکانس سیگنال EEG از ۰.۱ تا ۱۰۰ هرتز را در بر ‌می‌گیرد. علاوه بر این، رابط پوست الکترود یک ولتاژ آفست DC بزرگ در حدود 300± میلی ولت ایجاد می‌کند. این دو چالش می‌توانند سیگنال اصلی را برهم بزنند و دقت تشخیص را کاهش بدهند. در ورودی بخش تقویتکننده بسیاری از مدارهای EEG از تکنیک چاپر که با آن آفست و نویز 1/f مدوله می‌شوند، بنابراین دقت بالا، آفست میکروولت و نویز کم 1/f را می‌توان به‌دست آورد. تقویت‌کننده اصلی ترارسانا به عنوان تقویت‌کننده (IA) در بیشتر کارهای قبلی تقویت‌کننده کاسکد تاشده است. در این مقاله طرح ارائه شده با نوآوری در بخش تقویت‌کننده و استفاده از مدار مناسب برای بخش مدولاتور دوعامل کاهش توان مصرفی و نویز را به صورت همزمان ایجاد کرده است. مدار در تکنولوژی 0.18 μm CMOS طراحی شده و در شبیه‌سازی پساجانمایی تقویت‌کننده به بهره باند میانی dB60 و پهنای باندdB 3- در محدوده ۰٫۱ تا ۲۱0 هرتز دست می‌یابد. مساحت تراشه مدار با پایه‌ها 512×512 میکرومتر مربع است. LPF قابل تنظیم دارای فرکانس قطع ۱۰۰ هرتز است. مدار پیشنهادی دارای نویز ارجاعی ورودیµVrms ۰٫75 (۰٫۱~۱۰۰هرتز) و مصرف توانnW 760 با تغذیه 1 ولت می‌باشد.