【摘 要】
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随着民众生活品质的提高,人们对身体健康愈发重视,对于可随时检测身体状况的便携式医疗设备的需求越来越多。仪表放大器作为便携式医疗设备的重要前端模块,决定了便携式医疗设备采集的信号质量,因此仪表放大器的研发十分重要。用于生物电信号检测的仪表放大器需具备高的输入阻抗和共模抑制比、低噪声等基本要求。而对于便携式仪表放大器,低电池更换率、较长的使用时间亦是重要的需求。电容耦合拓扑结构的仪表放大器非常适用于生
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随着民众生活品质的提高,人们对身体健康愈发重视,对于可随时检测身体状况的便携式医疗设备的需求越来越多。仪表放大器作为便携式医疗设备的重要前端模块,决定了便携式医疗设备采集的信号质量,因此仪表放大器的研发十分重要。用于生物电信号检测的仪表放大器需具备高的输入阻抗和共模抑制比、低噪声等基本要求。而对于便携式仪表放大器,低电池更换率、较长的使用时间亦是重要的需求。电容耦合拓扑结构的仪表放大器非常适用于生物电信号检测电路中。本论文对高能效电容耦合仪表放大器进行研究与设计,最终实现了一款带输入阻抗提升回路的交流耦合仪表放大器及一款带有纹波抑制功能、直流伺服回路、输入阻抗提升回路的斩波稳定电容耦合仪表放大器。两款电容耦合仪表放大器电路设计基于标准180nm CMOS工艺。在电源电压1.2V下,第一款交流耦合仪表放大器功耗仅为1.01μW,最高共模抑制比可达109dB,其输入参考噪声为4.93μV/√Hz;第二款斩波稳定交流耦合仪表放大器在1kHz频率以下输入阻抗达到137.2MΩ,0.5-100Hz下等效输入噪声为1.4μVrms,CMRR大于116.4dB,放大器3dB带宽为9kHz,功耗为1.968μW,实现了高能效的要求。
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