عنوان پایان‌نامه
طراحی و شبیه سازی طبقه ورودی آنالوگ کم نویز برای پردازش سیگنالهای زیستی در تکنولوژی CMOS
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک-مدار وسیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45386;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1751
- تاریخ دفاع
- ۲۳ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- ایمان مددی
- استاد راهنما
- ناصر معصومی, شاهین جعفرآبادی آشتیانی
- چکیده
- سلول‌های فعال در بدن یک سری سیگنالهای متغیر گسترده را تولید می¬کنند که این سیگنال‌ها برای تحقیقات علمی و تشخیصات پزشکی بسیار مفید هستند. اندازه این سیگنال‌ها در محدوده¬های مختلف فرکانسی و با دامنه¬های متغیر می¬باشد. دریافت این سیگنال‌ها در زندگی امروز از مصارف پزشکی و درمانی گرفته تا فیدبک گرفتن از خود برای کنترل اعصاب درونی و بازی¬های رایانه¬ای جدید و مصارف ورزشی بسیار مهم می¬باشد. با توجه به پیشرفت تکنولوژی و افزایش آثار مخرب نویز فلیکر، نیازمند روش¬هایی برای حذف این آثار مخرب هستیم. امروزه خواست¬گاه زیادی برای ابزارهایی وجود دارد که توانایی دریافت سیگنالهای زیستی را دارا بوده و توان کمی مصرف می-کنند. از آنجا که این ابزارهای جدید به صورت قابل حمل و همه¬گیر می¬باشد، دو مشخصه هزینه و توان بسیار مهم است زیرا احتیاج به کارکردن به مدت طولانی و هزینه پایین در این¬گونه ابزارها احساس می¬شود. در این تحقیق به بررسی ولتاژ آفست و نویز و آثار مخرب آنها پرداخته شده است. در ادامه بهینه سازی مساحت و توان برای طبقه ورودی آنالوگ برای یک نویز ورودی مشخص در نرم¬افزار HSPICE و MATLAB به انجام رسیده است. سپس بهینه¬سازی مساحت و توان برای تقویت¬کننده تفاضلی برای یک نویز ورودی مشخص در نرم¬افزار MATLAB و شبیه¬سازی آن در تکنولوژی ?m18/0 به انجام رسیده است. در ادامه به پیشنهاد و طراحی مدار جدید نهایی بهینه از نظر مساحت و توان با توانایی حذف آفست پرداخته شده است و شبیه¬سازی آن در گوشه¬های مختلف فرآیند و دما در تکنولوژی ?m18/0 انجام شده است. بهره¬ی DC این تقویت¬کننده برابر dB70 و اندازه¬ی مصرف توان کل در گوشه TT 27oC برابر ?A63 از منبع تغذیه¬ی V8/1 می¬باشد. پهنای باند این تقویت¬کننده در گوشه TT 27oC بین mHz59 تا kHz10 می¬باشد.
- Abstract
- There exist a lot of wide variable signals which are produced by active cells in a body. These signals are used for disease prognosis and science researches. Amplitude and frequency of these signals are very variable. Nowadays, there are a lot of health, self sensitivity controlling and game applications by using and acquisition of these signals. It is important to find new methods to conquest of increasing flicker noise challenges due to technology scaling. Today there is an increasing demand for portable bio-potential signals acquirers which are battery-operated. Low power consumption and low area are two important factors which can effectively affect these kinds of bio circuits. Firstly, the noise particularly flicker noise and DC offset voltage are investigated in this thesis. Secondly, the optimization of area-power is performed for analog frond-end amplifiers by using HSPICE and MATLAB tools in 0.18µm CMOS technology. Finally, a new high CMRR amplifier with a new DC offset cancellation method is proposed. the DC gain of the amplifier is equal to 70dB and the bandwidth is about 59mHz to 10kHz. The current consumption of the amplifier is equal to 63µA for TT 27 oC.
