心电信号采集的模拟前端集成电路设计  

Design of analog front-end IC for ECG signal acquisition

作　　者：周前能[1] 陈飞[1] 上官培阳 庞宇[1] 李红娟[1] 罗伟[2] 

机构地区：[1]重庆邮电大学光电工程学院,重庆400065 [2]四川理工学院,四川自贡643000

出　　处：《重庆邮电大学学报（自然科学版）》2016年第1期66-71,共6页Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications(Natural Science Edition)

基　　金：国家自然科学基金(61102075;61301124;61471075);国家物联网发展专项基金;重庆市教委科学技术研究项目(KJ120503);重庆高校创新团队建设计划(智慧医疗系统与核心技术创新团队);重庆创新青年人才培养项目(cstc2013kjrcqnrc10001);重庆"121"科技支撑示范工程(cstc2014jcsfglyjs X0028;cstc2014zktjccxyy BX009)~~

摘　　要：基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS混合工艺设计了一种适用于心电信号采集的模拟前端集成电路,主要由前置放大器、带通滤波器、工频滤波器及后级放大器等组成。通过采用低噪声前置放大器技术,有效地改善了模拟前端集成电路的信噪特性;通过采用陷波器技术,有效地抑制了50 Hz工频干扰信号。模拟前端集成电路获得了43.44 d B的中频增益以及通带为0.095 6—107.3 Hz;在0.1 Hz与100 Hz频率处,模拟前端集成电路分别获得15.1μV/Hz与745 n V/Hz的等效输入噪声电压;在1.8 V电源电压条件下,模拟前端集成电路的静态功耗仅为912.5 n W。仿真结果表明,所设计的模拟前端集成电路适合于心电信号采集要求。A kind of analog front-end IC for Electrocardiogram（ ECG） signal acquisition is designed in SMIC 0. 18μm1P6M CMOS mixed-signal process,which includes pre-amplifier,band-pass filter,notch filter of power frequency and postamplifier. Performance of signal to noise is effectively improved by adopting low noise preamplifier in the analog front-end IC. 50 Hz power interference can be effectively rejected by adopting the technique of notch filter. The analog front-end IC achieves an IF gain of 43. 44 d B and a passband ranging from 0. 0956 Hz to 107. 3 Hz. The analog front-end IC at 0. 1 Hz and 100 Hz achieves the equivalent input noise voltage of 15. 1 μV /Hz and 745 n V /Hz respectively. The standby power consumption of the designed analog front-end IC is only 912. 5 n W with 1. 8 V power supply voltage. Simulation results show that the designed analog front-end IC is suitable for the requirement of ECG signal acquisition.

关 键 词：无线体局域网 心电信号 模拟前端集成电路 陷波器 

分 类 号：TN432[电子电信—微电子学与固体电子学] Q424[生物学—神经生物学]