随着社会的发展以及人口老龄化趋势进一步加快,人们对健康和医疗的需求也逐渐提升,微型化、便携化、智能化成为新型医疗电子设备的发展方向。3.5mm耳机线接口是一种低成本,通用性强的信号传输途径,适用于便携式医疗设备。本文采用耳机接口传输信号,提出一种有线音频传输的无电池ECG监测芯片及智能系统。本文提出的系统利用3.5mm有线耳机中的麦克风通道传输ECG信号,左右声道分别为系统提供精准稳定的电源电压和本振信号。本文提出的系统利用智能终端内部的高精度音频ADC对传输的ECG信号进行采样,并通过终端软件实现信号的分析和处理。由于充分利用了智能终端内部的元器件,提出的系统不需要重复设计高精度的ADC、DSP和无线收发机等模块,同时也不需要外接电池和时钟信号,具有体积小,结构简单,方便携带的优点。前端芯片将声道输出的正弦信号转换为电源电压(直流)和本振信号(方波),并且实现ECG信号的调制与放大。提出的芯片采用SMIC 0.18μm标准CMOS工艺实现,芯片面积为1.72×1.59mm2。根据音频传输的特点,本文提出了一种斩波/AM复用混频放大器,将斩波与AM调制相结合,同时实现本振信号的复用。混频放大器包括前置放大器,自动增益控制放大器,带通滤波器和输出接口电路。为了提高电路的鲁棒性,本文提出一种新型伪电阻结构作为前置放大器的直流反馈电阻。自动增益控制的前端放大器的增益变化范围为2047dB,根据输出信号的幅度自动调整增益。带通滤波器中心频率为5kHz,带宽为4.25～5.8kHz,输出信号的三次谐波抑制能力为-45dB。能量获取电路对左声道输出的正弦信号进行倍压整流,输出1.5V直流电压为系统供电,在连接耳机线工作时系统功耗为156μW;本振信号产生电路将右声道输出的正弦信号整形为方波信号(5kHz),作为调制的时钟信号。本文利用PC端Matlab实现了麦克风输入信号的采样和解调与声道输出信号的产生。音频信号通过智能终端内部的音频ADC进行量化,转变为数字信号,再利用软件解调信号,实现了信号的还原。为了降低积分噪声,对解调信号进行数字滤波处理,低通截止频率设置为200Hz。测试结果验证了系统功能,解调信号三次谐波抑制能力为-46dB,0.1～200Hz的输入参考噪声水平为150nV/√Hz,带内等效积分噪声为2.12μrms。