得益于物联网和集成电路的发展,智能医疗设备逐渐走进人们的生活。神经电信号监测的研究与应用,有助于及时发现疾病,甚至推动医学进步,尤其在未来“5G+医疗健康”背景下,具有广阔的市场前景和深远的研究意义。模拟前端芯片作为神经电信号采集系统的重要组成部分,引起了国内外学者极大的研究兴趣。本文针对神经电信号采集过程中功耗、噪声、线性度和输入阻抗等性能指标的需求,研究与设计了一款低功耗、低噪声、高线性度和较高输入阻抗的模拟前端电路,这对于神经电信号采集芯片的发展,具有参考价值。针对神经电信号幅度微弱、频率低和采集过程中易受电极直流失调（EDO）、电源线、噪声等干扰的特点,本文研究与设计了包含低噪声放大器模块（LNA）、可编程增益放大器（PGA）与低通滤波器（LPF）混合模块的模拟前端电路。LNA采用电容耦合的斩波稳定放大器结构,并利用电流复用、跨导自举技术来降低功耗和噪声;PGA和LPF采用两个模块融合设计和开关电容结构,并利用失调存储电容来降低放大器失调。为抑制EDO,LNA中加入直流伺服环路,并改善了伪电阻线性;为抑制干扰,LNA中加入外部可调电容的阻抗提高环路来提高输入阻抗。整个模拟前端电路采用全差分结构,放大器输出端连接共模负反馈。另外,通过优化放大器的输入输出方式和采用电容比实现闭环增益等措施,改善了电路线性度和摆幅。本文基于SMIC 55nm CMOS工艺,后仿结果表明,LNA在0.4～5.3k Hz内实现了2.32的NEF,频率在50Hz处输入阻抗可达545MΩ。同时伪电阻的电压特性仿真和蒙特卡洛分析表明,相较于传统结构,本文改进的伪电阻其线性度和失配特性在一定范围内有较大提升。PGA-LPF中,不考虑失调时,输出1k Hz、390m Vpp信号下,THD为-64.2d B;输入10m V失调,1k Hz、100m V信号下,失调存储电容抑制电路失调能力达17.6d B。最后,系统仿真显示,整体电路消耗2.89μW,其中LNA消耗1.49μW,PGA-LPF消耗1.4μW,电路通带内实现40～64d B、步进为6d B的可编程增益,且对工艺具有低敏感特性。电路整体CMRR和PSRR分别超过96d B、87d B;输入1k Hz、1m V信号下,输出摆幅可达384.2m Vpp,且THD为-59.2d B。本文所设计的面向神经电信号采集的模拟前端电路基本满足低功耗、低噪声、高线性度和较高输入阻抗的需求。后仿结果验证了文中选取结构和理论分析的有效性,这对面向神经电信号采集的高性能模拟前端电路的研究具有借鉴意义。