一种低噪声心电信号采集模拟前端电路设计  被引量:2

Design of low-noise analog front-end circuit for ECG signal acquisition

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作  者:张瑛[1,2] 耿萧 李鑫 李泽有 ZHANG Ying;GENG Xiao;LI Xin;LI Zeyou(College of Electronic and Optical Engineering & College of Microelectronics,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023,China 2.National and Local Joint Engineering Laboratory of RF Integration and Micro-Assembly Technology,Nanjing University of Posts and Tel,Nanjing 210023,China 3.College of Interact of Things,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210003,China)

机构地区:[1]南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院,江苏南京210023 [2]南京邮电大学射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室,江苏南京210023 [3]南京邮电大学物联网学院,江苏南京210003

出  处:《南京邮电大学学报(自然科学版)》2018年第4期18-23,共6页Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications:Natural Science Edition

基  金:国家自然科学基金(61106021);江苏省高校自然科学研究项目(15KJB510020);江苏省自然科学基金(BK20161072);南京邮电大学校级科研基金(NY215140;NY218051)资助项目

摘  要:基于0.18μm CMOS工艺设计了一种由前置放大器、可变增益放大器和G_m-C低通滤波器组成的低噪声心电信号采集前端电路。前置放大器采用了电容耦合结构,其中运算放大器的输入端采用了互补P/NMOS结构以降低1/f噪声的影响,并通过改进的RC密勒补偿技术提高了放大器的响应速度,而可变增益放大器则通过可调电容阵列实现了增益的均匀可调。仿真实验结果表明,所设计的心电信号采集前端电路的总电流仅为4μA,带宽为0.016~162 Hz,增益为40~58 dB且均匀可调,等效输入噪声为1.3μV_(rms)(0.1~200 Hz)。A low-noise analog front-end( AFE) circuit for ECG signal acquisition is designed based on 0. 18 μm CMOS technology,including a preamplifier,a variable gain amplifier and a G_m-C low-pass filter. The acapacitively-coupled structure is applied in the preamplifier,and the operational amplifier uses the structure of complementary( P/NMOS) to reduce 1/f noise,and the response speed is improved by an improved Miller compensation technique. The variable gain amplifier achieves a continuous tunable gain with an adjustable capacitance array. Simulation results show that the AFE circuit consumes only 4 μA current and achieves a variable gain from 40 dB to 58 dB in the band from 0. 016 Hz to 162 Hz with the input referred noise of 1. 3 μVrms(0. 1 Hz ~ 200 Hz).

关 键 词:心电信号采集 前置放大器 可变增益放大器 密勒补偿 

分 类 号:TN432[电子电信—微电子学与固体电子学]

 

参考文献:

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引证文献:

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