Iranian Journal of Biomedical Engineering (IJBME)

تقویت کننده سیگنالهای عصبی با توان مصرفی پایین و با قابلیت تنظیم پهنای باند و بهره

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق دانشگاه صنعتی همدان

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی دانشگاه بوعلی

3 گروه برق دانشکده مهندسی دانشگاه بوعلی سینا

چکیده
استفاده از سیستمهای ضبط سیگنال های عصبی در علوم پزشکی در تشخیص بیماریهای مختلف به طور قابل توجهی رو به رشد است. سیگنالهای عصبی با توجه با ماهیت آنها, دامنه‌ی بسیار کمی دارند بنابراین جهت انجام هرگونه پردازش روی این سیگنال‌ها ابتدا باید آنها را تقویت کرد. سیگنال های عصبی دارای محدوده فرکانسی مختلفی از1 هرتز تا 10کیلوهرتز هستند بنابراین لازم است تقویت کننده قابلیت تنظیم پهنای باند جهت انتخاب محدوده فرکانسی دلخواه را داشته باشد و همچنین به دلیل اینکه دامنه سیگنالهای عصبی با توجه به نوع و محل الکترود های کاشته شده در مغز متغیر است تقویت کننده باید قابلیت تنظیم بهره راهم داشته باشد. در این مقاله یک تقویت کننده دو طبقه ارائه شده است که قابلیت تنظیم بهره و پهنای باند را در هر دو طبقه دارد و می‌تواند سیگنالهای عصبی با دامنه‌های کم و محدوده فرکانسی متفاوت را با مصرف توان پایین تقویت کند. این تقویت کننده قابلیت تغییر فرکانس قطع پایین از محدوده 1/2 هرتز تا 27 هرتز و فرکانس قطع بالا از14/6 کیلو هرتزتا 6/12 کیلو هرتزو تقویت بهره در محدوده 53 دسیبل تا97 دسیبل با مصرف توانی در حدود 9/10 میکرووات رادارد.تمامی مراحل شبیه سازی مدار در نرم افزار کیدنس با تکنولوژی 180 نانو سی ماس و ولتاژ تغذیه 1.8ولت انجام شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

The Neural Signals Amplifier with Low Power Consumption and Adjustable Gain and Bandwidth

نویسندگان English

Jamshid Tamsili 1
َAbbas Ramazani 2
Zahra Sohrabi 3
1 electrical engineering department, Hamedan university of technology
2 Bu-Ali Sina University
3 electrical engineering department, faculty of engineering, Bu-Ali Sina University
چکیده English

The use of neural signal recording systems in medical science in the diagnosis of various diseases is growing significantly. Neural signals, due to their nature, have a very low amplitude, so in order to perform any processing on these signals, they must first be amplified. Neural signals have a different frequency range from 1 Hz to 10 kHz, so it is necessary for the amplifier to have the ability to adjust the bandwidth to select the desired frequency range, and also because the amplitude of neural signals varies according to the type and location of the electrodes implanted in the brain, the amplifier must also have the ability to adjust the gain. In this article, a two-stage amplifier is presented that has the ability to adjust the gain and bandwidth in both stages and can amplify neural signals with low amplitudes and different frequency ranges with low power consumption. This amplifier has the ability to change the low cutoff frequency from 1.2 Hz to 27 Hz and the high cutoff frequency from 14.6 kHz to 12.6 kHz, and has a gain amplification range of 53 dB to 97 dB with a power consumption of about 10.9 microwatts. All the circuit simulation steps were performed in the Cadence software with 180 nanometer CMOS technology and a supply voltage of 1.8 V.

کلیدواژه‌ها English

Neural Signals
Amplifier
Adjustable Bandwidth
Adjustable Gain
Low Power
دوره 19، شماره 1
بهار 1404
صفحه 95-105

  • تاریخ دریافت 03 شهریور 1404
  • تاریخ بازنگری 06 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 12 آبان 1404