低功耗可調(diào)諧模擬前端的研究與設(shè)計(jì)

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1、－．Ｓｏｕ化ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ工程碩±學(xué)位論文低功耗可調(diào)諧模擬前端的研究與設(shè)計(jì)作者姓名李松－—￣￣工程領(lǐng)域集成電路工程，校內(nèi)指導(dǎo)教師蔡敏教授校外指導(dǎo)教師郭軍高級(jí)工程師所在學(xué)院電子與信息學(xué)院論文提交日期２０１６年４月ResearchandDesignofLowPowerTunableAnalogFront-EndADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiSongSupervisor：Prof.CaiMinSeni

2、orEngineerGuoJunSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China．６學(xué)校代號(hào)：１０５１分類號(hào)；ＴＮ４２００１８５學(xué)號(hào)：２０１３１１華南理工大學(xué)碩±學(xué)位論文低功耗可調(diào)諧模擬前端的研究與設(shè)計(jì)哥教師姓名：蔡敏教授、職稱作者姓名：華松指校外指導(dǎo)教師姓名、職稱：郭車局級(jí)丄程師Ｘ釋領(lǐng)域名稱．：集成電路．Ｔ程申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：Ｘ程碩±□調(diào)□產(chǎn)品研發(fā)ａｘ程設(shè)計(jì)因；．１；程／項(xiàng)鬥管理１《用研巧□論文形式：＇研報(bào)告研巧義向：模擬集成化路設(shè)計(jì)【．？文答辯ｔ：＾占年Ｍ：－ｉ期７曰論文提交［］期

3、：冷少巧論么日期：年月?。崳妼W(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予答辯委巧會(huì)成Ｗ：＾￣為。村帛：＾＼ｇ要貨；家遠(yuǎn)連華南理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研巧所取得的研究成果。除了文中特別加Ｗ標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其它個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢。獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中Ｗ明確方式標(biāo)明本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。曰期：月曰作者簽名；＞—辦知牛學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書艮Ｐ：本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，

4、研巧生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱（除在保密期內(nèi)的保密論文外）；學(xué)?？晒紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可Ｗ允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論一文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相致。本學(xué)位論文屬于：□保在年解密后適用本授權(quán)書。呆密，同意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)師生和與學(xué)校有共享協(xié)議的單位瀏覽；同意Ｋ將本人學(xué)位論文提交中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志巧全文出版和編入ＣＮＩ《中國(guó)知識(shí)資源＂總庫(kù)＂》，傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。（請(qǐng)?jiān)冢咨?/p>

5、相應(yīng)方框內(nèi)打Ｖ）作者簽名：曰期：典／傘目弟３．作義〇，３指導(dǎo)教師簽名：＾茲＼日期；爭(zhēng)／＾摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，便攜、實(shí)時(shí)醫(yī)療監(jiān)測(cè)儀器已經(jīng)成為新的研究開發(fā)領(lǐng)域。模擬前端電路是醫(yī)療監(jiān)測(cè)儀器中負(fù)責(zé)信號(hào)采集的關(guān)鍵部件，模擬前端的研究與設(shè)計(jì)已成為熱門課題。本文分析了模擬前端的總體架構(gòu)，研究了前置放大器的組成結(jié)構(gòu)和濾波器核心電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了前置放大器、跨導(dǎo)放大器以及模擬濾波器等關(guān)鍵模塊。前置放大器采用交流耦合-電容反饋式結(jié)構(gòu)，增加一級(jí)折疊式共源共柵運(yùn)算放大器，提高了輸出信號(hào)的強(qiáng)度；模擬濾波器采用跨導(dǎo)電容結(jié)構(gòu)，減小跨導(dǎo)放大器上的偏置電

6、流，使得跨導(dǎo)放大器工作在亞閾值區(qū)，降低了模擬濾波器模塊的功耗；通過(guò)在模擬濾波器模塊增加可控柵壓MOS虛擬電阻結(jié)構(gòu)，使得模塊中跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)值可調(diào)，實(shí)現(xiàn)了模擬濾波器高頻截止頻率的精確調(diào)節(jié)。采用TSMC0.18μmCMOS工藝，設(shè)計(jì)了模擬前端芯片，后仿真結(jié)果顯示，模擬前端在1.8V供電電壓下，總功耗為1.366μW，輸入?yún)⒖荚肼暈?9.73μV√??，CMRR大于90dB，增益達(dá)51.1dB，低通截止頻率為106.8mHz，高頻截止頻率在101.6Hz-1.1kHz之間實(shí)現(xiàn)精確可調(diào)。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的模擬前端芯片在功耗及可調(diào)諧性等方面均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，可以滿足便攜式實(shí)時(shí)監(jiān)控醫(yī)療設(shè)備對(duì)信號(hào)采

7、集的要求。關(guān)鍵詞：生物電信號(hào)；低功耗；可調(diào)諧；模擬濾波器；模擬前端IABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,themedicaldevicesforreal-timemonitoringhavebeenwidelyused.Theresearchanddevelopmentofportable,real-timemedicalmonitorin