تقويت‌كننده پزشكي تمام مجتمع با قابليت تنظيم بهره و پهناي باند جهت دريافت سيگنال قلب

Full Integrated Biomedical Amplifier with Adjustable Gain and Bandwidth for ECG Recording

يك تقويت‌كننده پزشكي جديد با قابليت تنظيم پهناي باند فركانسي و بهره‌ي ولتاژ جهت دريافت سيگنال قلب به صورت مجتمع در فناوري ساختµm13/0 طراحي و در Star-Hspice2009 شبيه سازي شده است. اين تقويت‌كننده از دو طبقه اوليه و ثانويه تشكيل شده است. تقويت‌كننده اوليه پهناي‌باند سيستم را تعيين مي‌كند. اين تقويت‌كننده توسط يك شبه مقاومت فركانس قطع‌پايين زير Hz1 را در مدار محقق كرده است. شبه مقاومتهاي ساختارهاي قبلي، در فناوري ساختµm13/0 مقدار اهمي حدود 109 را نشان مي‌دهند كه جهت تحقق فركانس هاي قطع زير Hz1 كافي نيست. يك شبه مقاومت جديد پيشنهاد شده است كه مقاومتي حدود 1013 اهم را از خود نشان مي دهد، شبه مقاومت پيشنهادي قابليت تنظيم مناسبي نسبت به ساختارهاي قبلي دارد. فركانس قطع پايين تقويت‌كننده Hz008/0تا Hz1 است. فركانس قطع بالاي سيستم با يك ساختار پيشنهادي قابل تنظيم مي باشد. فركانس قطع بالاي تقويت‌كننده Hz38 تا Hz160است. جهت افزايش بهره‌ي ولتاژ، تقويت‌‌كننده‌ي ثانويه‌اي طراحي نموديم و با تغيير نسبت بازخورد خازني، بهره‌ي آن را قابل تنظيم نموديم. در نتيجه كنترل مناسبي بر پهناي باند و بهره ولتاژ انجام شده است. نويز ورودي برابرµV4وبهره‌ي ولتاژ سيستم بينdB6/45 تا dB60 و توان مصرفي تقويت‌كننده پزشكي بين nW550 تا nW835 مي‌باشد.

A new full integrated biomedical amplifier with adjustable gain and bandwidth for ECG recording were designed in 0.13 µm CMOS process. Designed circuits simulated in Star-Hspice2009. This bioamplifier is composed of two primary and secondary stage. Primary amplifier determines the system bandwidth. This amplifier has achieved low cutoff frequency below 1Hz by a pseudo -resistor. Pseudo resistors presented in the previous structures shows the ohmic value of about 109 in 0.13 µm CMOS process which is not enough to achieve 1Hz low cutoff frequency.a new pseudo resistor is proposed which shows a resistance of about 1013 ohm.Also the proposed pseudo resistor has the ability to properly tunable compared to previous structures. . The given low cutoff frequency varies from 0.008Hz to1Hz. Amplifier high cutoff frequency is controllable with a proposed structure ; high cutoff frequency of the primary amplifier is from 38Hz to 160Hz. Then, to enhance the whole amplifier gain, we designed a secondary amplifier Then, with changing the capacitor feedback in the secondary amplifier, we have tunable its gain. and finally a proper control is done over the biomedical amplifier gain and bandwidth. the input referred noise equals 2.4 µV and the gain of whole system is between 45.6 dB to 60 dB and the total power consumption of the amplifier is 550nW to 850 nW.