集成电路的飞速发展极大丰富了便携式电子设备的应用，可穿戴医学设备随之出现在人们的视野中。可穿戴医学设备虽然效果不及专业医疗设备，但其优势就在于可以方便且随时随地监测人体的健康状况，便于疾病的预防与治疗。而今，大多可穿戴设备仍由化学电池驱动，电化学的物理限制导致电池技术落后于晶体管尺寸缩小的步伐。此外，由于电池能量有限且在可穿戴或植入式生物电子设备中不易替换，因此固定能源在此类系统中的应用受到限制，有必要寻找其他能源。能量获取技术不失为无电池化的实用解决方案。能量获取无线传感器网络为分布式感知系统，它将所处环境中的风能、太阳能、振动能等自然能量转换为电能并储存在电池中，有效缓解化学电池的能源受限问题。　　目前，可穿戴心率检测设备的设计难点在于心电信号能量弱、幅度小、频率范围低，检测过程易受到环境和电路噪声影响；能量获取电路的设计难点在于接口电路转换效率低，通过能量获取得到的电能小、不稳定且转换效率低。因此，基于能量获取供电的心电信号检测系统，本文重点针对振动能量获取中的 CMOS整流器、低压直流转换器中的关键电路以及心电信号检测前端电路进行了系统的研究和设计。　　在振动能量获取整流电路结构中，本文采用了全 CMOS交叉耦合整流器结构和输入供电型有源二极管结构。在本设计中，输入电压可低至150mV。当输入频率为100Hz，负载电阻40k?，输入电压范围为0.15V-0.6V时，整流器电压转换效率在86%-98%之间。0.25V-0.5V输入电压下，能量转换效率在80%-90%之间，相比于传统输出供电型整流器结构，本电路能量效率高出约6%。本设计的低压直流转换器由输入到输出分别包括谐振升压振荡器、基准电压源模块、低压线性稳压器模块、电源控制模块、电源切换模块、可编程电阻模块、充电控制模块、电源信号检测模块。该低压直流转换器可实现下列性能指标：输入电压低至20mV；主电压输出设置为四电压可调，分别为2.4V，3.3V，4.1V，5V，多输出电压模式的设置为各种应用提供了最佳电压的设计，更好的适应低功耗设计要求；储备电源 VSTORE用于在输入电压过低或不存在的情况下对系统进行供电从而延长系统寿命并拓展应用；2.2V的线性稳压输出；电源良好指示器监测电源充电情况并发出指示信号；负载电流300μA时，该低压直流转换器的能量转换效率可达64%，静态电流为6μA。　　至于应用于心电信号检测的模拟前端电路，生理信号属于低频低幅信号，在设计检测电路时须对电路本身的低频噪声格外注意。除电路的噪声干扰之外，还需考量环境噪声对电路的影响。另外，以可穿戴为设计目标，本电路设计还需尽量缩减芯片面积。为达到上述设计要求，本文采用以下设计方案对电路进行优化：采用阻抗增大环路提高电路输入阻抗，保证信号有效的进入电路，消除运动伪影影响；采用基于放大器结构的有源干电极电路，降低电路等效输入噪声；采用DRL、Back-End CMFB模块提高电路共模抑制比，降低环境噪声对电路的影响；采用电容耦合-电容反馈运放结构抑制低频噪声与直流漂移。该电路由输入到输出包括电容耦合放大器、输入阻抗增大环路、Back-End CMFB电路/DRL电路。电路可实现以下性能指标：标准工艺条件下输入阻抗2.4G?；电压增益20dB-40dB可调；共模抑制比129dB；等效输入噪声4.511μVrms(0.5-100Hz)；基于DRL与基于Back-End CMFB的ECG模拟前端电路电流损耗分别为32μA、23μA。该结果表明，本电路性能满足生物医学信号采集要求，同时也满足本设计的能量获取电路负载要求，证明了所提出的各项电路优化方法的可行性。