ترجمه تقویت­ کننده CMOS کم ­نویز توان پایین برای کاربردهای ثبت عصبی

توضیحات

 عنوان فارسی:تقویت­ کننده CMOS کم ­نویز توان پایین برای کاربردهای ثبت عصبی

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

A Low-Power Low-Noise CMOS Amplifier for Neural Recording Applications

چکیده:

دانشمندان و پزشکان به تقویت­ کننده­های بیوسیگنال کم­نویز توان پایینی نیاز دارند که بتوانند سیگنال­هایی در محدوده میلی­ هرتز تا کیلوهرتز را تقویت کنند و در عین حال آفست­های بزرگ dc تولید شده در محل رابط الکترود- بافت را رد کنند. ظهور آرایه­های چند الکترودی کاملاً کاشتنی، نیاز به تقویت­ کننده های مجتمع ریز توان جدید را به وجود آورده است. ما یک تقویت کننده زیستی جدید را طراحی و آزمایش کرده ایم که از یک المان شبه­ مقاومتی  MOSدوقطبی برای تقویت سیگنال­های فرکانس پایین تا محدوده میلی­هرتز استفاده می­کند و به طور همزمان آفست­های بزرگ dc را رد می­کند. ما حد مصالحه­ی نویز توان(فاکتور نویز موثر) را از لحاظ تئوری برای این تقویت­کننده بدست می­آوریم و نشان می­دهیم که روش های پیاده­سازی VLSI ،  با استفاده از ترانزیستورهای MOS که به طور انتخابی در وارونگی ضعیف و شدید کار می­کنند، محدود می گردد. تقویت­کننده حاصل که در فرآیند 1.5-µm CMOS ساخته شده است سیگنال­های 0.025Hz تا 7.2kHz را با نویز مرجوعی ورودی 2.2 µVrms و توان مصرفی 80 µW عبور می­دهد و سطح مصرفی آن 0.16mm²  است. از روش طراحی ما برای توسعه­ی یک تقویت­کننده موج­نگار مغز با پهنای باند 30Hz و اتلاف توان 0.9 µW  استفاده می شود در حالی که  مصالحه­ی نویز توان به طور مشابهی حفظ می گردد.

کلمات کلیدی : مدارات مجتمع آنالوگ، تقویت کننده سیگنال زیستی، نویز کم، طراحی مدار توان پایین، تقویت کننده عصبی، فاکتور راندمان نویز، طراحی مدار زیر آستانه، وارونگی ضعیف

مقدمه

تقاضای زیادی به تکنولوژی­هایی وجود دارد که پزشکان و متخصصان اعصاب را قادر می­سازد تا فعالیت همزمان تعداد زیادی نورون در مغز را مشاهده کنند. ثبت­های عصبی چندالکترودی در حال تبدیل شدن به فرآیندی استاندارد در تحقیقات عصب­شناسی پایه هستند و دانش بدست آمده از این مطالعات، شروعی برای کاربردهای بالینی و پروتز (پروستتیک) عصبی می باشد. پیشرفت­های اخیر تکنولوژی MEMS، آرایه­های کوچکی(کمتر از 4mm در هر بعد)  از میکروالکترودهای شامل 100 محل ثبت را به وجود آورده است[1],[2]. نسل بعدی سیستم­های ثبت عصبی باید بتواند 100-1000 نورون را به طور همزمان در یک یونیت کاملاً کاشت شده مشاهده کنند.

با وجود این که مدارهای مجتمع الکترونیک برای تقویت مقیاس کوچک سیگنال­های بیوالکتریک ضعیف توسعه داده شده­اند[3]-[15] اما معمولاً مدارهای موجود، سطوح نویز غیرقابل قبولی دارند یا برای کاشت کامل در اندازه­های بزرگ به توان مصرفی زیادی نیاز دارند. بیوتقویت­کننده­های قابل کاشت باید توان اندکی تلف کنند تا بافت­های اطراف از حرارت تولیدی آسیب نبینند. شار حرارتی اندکی، در حدود 80 mW/cm² می­تواند موجب مردگی (نکروس) در بافت ماهیچه شود[16]، بنابراین توان مصرفی برای کاشت­های chronic کوچک، نباید بیش از چند صد میلی­وات شود. در نتیجه برای یک سیستم 1000-الکترودی، حداکثر اتلاف توان هر تقویت­کننده 1mW است که شامل توان مورد نیاز اجزای دیگر در سیستم کاشت شده مانند تله­متری نیست.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.