یک واحد حس گر سیگنال کم نویز و کم توان برای ریزسیستم های ثبت عصبی درون غشایی

در این مقاله ساختار کلی یک مدار حس گر سیگنال عصبی کم نویز و کم توان ارایه شده است. در این ساختار برای مدیریت بهتر توان مصرفی و نیز قابلیت برنامه پذیری مناسب از ساختار سه طبقه شامل پیش تقویت کننده، فیلتر میان گذر و بافر در حس گر سیگنال عصبی پیشنهادی استفاده شده است. در طرح پیشنهادی طبقه پیش تقویت کننده دارای ساختار حلقه بسته با فیدبک خازنی می باشد. هم چنین برای طراحی OTA موردنیاز برای ساختار حلقه بسته با فیدبک خازنی از ساختار با استفاده مجدد از جریان استفاده شده است. در این ساختار افزایش هدایت انتقالی و در نتیجه کاهش میزان نویز منتقل شده به ورودی با به کارگیری هم زمان ترانزیستورهای NMOS و PMOS به دست آمده است. پیش تقویت کننده پیشنهادی دارای نویز منتقل شده به ورودی (2.39µV(RMS و توان مصرفی 4.32µw می باشد که ضریب شایستگی نویزی معادل 1.42 در اختیار قرار می دهد که برای کاربردهای ثبت سیگنال عصبی بسیار مناسب می باشد.طبقه بعدی واحد حس گر سیگنال عصبی پیشنهادی طبقه فیلتر میان گذر می باشد. ساختار پیشنهادی علاوه بر این که فرکانس های قطع موردنظر را با حداقل میزان سطح مصرفی فراهم می کند، قابلیت برنامه پذیری مناسبی را نیز برای مدار حس گر سیگنال عصبی پیشنهادی فراهم کرده است. فیلتر پیشنهادی امکان تنظیم فرکانس قطع پایین بین 20HZ0.02 و نیز نتظیم فرکانس قطع بالا بین 10KHz0.25 را فراهم می کند. میزان توان مصرفی این فیلتر بسیار ناچیز و قابل صرف نظرکردن در برابر توان مصرفی طبقه پیش تقویت کننده می باشد. در نهایت طبقه آخر واحد حس گر سیگنال عصبی پیشنهادی طبقه بافر و تقویت کننده بهره متغیر می باشد. برای طبقه بافر نیز از یک ساختار فیدبک پیوسته زمان مناسب استفاده شده است تا علاوه بر امکان درایو مناسب طبقه بعد میزان بهره متغیر موردنظر سیستم را فراهم کند. هم چنین بافر پیشنهادی امکان تنظیم بهره مناسبی را برای مدار حس گر سیگنال عصبی پیشنهادی فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

مدار حس گر عصبی ، پیش تقویت کننده کم نویز ، فیلتر میان گذر ، بافر ، ریزسیستم ثبت عصبی ، ساختار استفاده مجدد از جریان