用于可穿戴医疗设备的10位SAR ADC的设计

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianshu888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
如今,越来越多的人开始注重自身疾病的预防和早期发现,因而可穿戴式医疗设备有了越来越高的关注度及广阔的市场前景。人体是可穿戴设备的工作环境和载体,设备测得的人体健康指标多为模拟信号,因而需要一个性能良好的模数转换器,来实现从连续的模拟信号到离散的数字信号之间的转换,以便进行后续的数字信号处理。本文采用BCD1800.18μm CMOS工艺,实现了一个应用于可穿戴式医疗系统的10位异步逐次逼近型ADC,旨在实现低功耗、高精度的要求。  本文分析比较了几种目前常用的ADC的不同特点,最终选择使用SAR结构来实现设计,即逐次逼近型。按照SAR ADC的系统结构,设计主要分为三个部分,数模转换电路(DAC)的设计、比较器系统的设计和数字逻辑控制部分的设计,本文的设计重点是模拟电路部分。其中DAC采用改进的分段电容阵列式结构,比较器由预放大级、Latch锁存器和输出缓冲级三部分组成,一级预放大即可完成10位的电压分辨率,并且用输入失调消除的方法,能够消除10mV输入失调电压的影响。系统中引入了高低电平转换电路,可以使数字部分和模拟部分采用不同的电源电压,同时加入了power down信号以减少功耗。  本设计基于Cadence公司的Spectre电路仿真软件进行电路的设计和仿真,并对部分参数的不同工艺角进行仿真。ADC的电源电压为3.3V,输入范围是从0.5V至2.5V之间,时钟频率为20MHz,采样频率为500kHz,有效位数(ENOB)可达9.97 bit,积分非线性误差(INL)和微分非线性误差(DNL)均仅为?0.05 LSB,精度很高,功耗低至1.155 mW,信噪比(SNR)为61.92 dB,信噪失真比(SNDR)为61.80 dB,无杂散动态范围(SFDR)为79.59 dB,总谐波失真为(THD)-77.56 dB,均达到设计目标。
其他文献
毛柄鳞毛蕨组Dryopteris sect.Hirtipedes Fraser-Jenkins隶属于鳞毛蕨科Dryopteridaceae鳞毛蕨属Dryopteris。该组植物以叶柄和叶轴上密被鳞片,叶片为一回羽状,羽片披针形,浅裂
随着现代社会的高速发展,摄像系统越来越普及,但它们拍摄时往往处于晃动状态,所以拍摄的视频经常存在抖动。视频抖动会导致人们产生视觉疲劳,影响视频的后续操作。电子稳像技
无论是在大型建筑工程还是精细结构的监测中,应力传感都是一个极为重要的部分。光纤应力传感器作为应力传感器的一种,展示出了强大的生命力和广阔的发展前景。而基于波长编码
亚洲栽培稻是世界上最重要的粮食作物之一,全球近一半人口以稻米作为主食。随着人口的快速增长,预计到2030年,水稻产量需要在现有基础上增长40%才能满足人口增长的需要。近年来,由
自噬是真核细胞内的一种依赖于溶酶体性的降解途径,广泛地参与了各种生理和病理的过程,包括对病原体的侵染。以前的研究表明,在线虫中突变自噬信号通路就会增加沙门氏菌的增殖,并
目的:克隆家蝇外切多聚磷酸酶(PPX)片段基因的cDNA序列,并对PPX基因进行生物信息学分析,构建该基因的原核表达载体。  方法:根据已知抗菌肽N端氨基酸序列设计简并引物,采用3’race
铜绿微囊藻是滇池蓝藻水华的主要优势藻种,具有强的抗逆性和适应性,这是该种在世界范围内广泛分布和形成蓝藻水花的重要原因。在自然水体中铜绿微囊藻常以群体的多细胞结构存在
为了满足求解大规模复杂电磁问题的需要,以各种电磁场数值分析方法为研究内容的计算电磁学得到了发展。矩量法以积分方程为基础,是解决电磁散射问题最常用的方法之一。它的优点
遗传多样性的种群效应一直是生态学家关注的热点之一。在入侵生态学领域,虽然在种群水平探讨遗传结构对物种入侵的影响有很长历史,但这些研究大多关注遗传多样性的长期效应,对遗
大气气溶胶作为大气的重要组成部分不仅会对地球的气象气候;自然环境造成影响;还会直接关系到人们的日常生活和身体健康。拥有着高空间分辨率和时间分辨率的激光雷达(LIDAR);作