无线神经接口的超低功耗集成电路设计

《国际信息工程先进技术译丛:无线神经接口的超低功耗集成电路设计》针对目前的无线神经接口，提出了为实现神经信号记录、处理以及无线通信的超低功耗集成电路的设计方法，从基本原理到硬件及芯片的选择，以及电路的分类和原理图，并对各种设计方案进行了对比，介绍了各自的优缺点和适用范围，并将相关的设计理念应用于实际的神经记录系统进行设计，对所有的必要组件如尖峰脉冲的检测、分类和聚类分析等进行说明。实验证明，相关的设计技术能够很好地降低功耗，同时实现低噪声开环放大器、闭环放大器及斩波稳定放大器的设计，并分别介绍其应用。《国际信息工程先进技术译丛:无线神经接口的超低功耗集成电路设计》基本内容清晰明了，将电路设计应用于实际工程，突出了实用性。《国际信息工程先进技术译丛:无线神经接口的超低功耗集成电路设计》适合从事相关硬件设计和相关理论研究的人员阅读，并可作为相关工科及生物学专业的高年级本科生和研究生的参考用书。

第1章概述1

参考文献6

第2章生物信号接口放大器：概述8

2.1记录电极的特点8

2.2生物信号的特点9

2.2.1脑记录9

2.2.2肌肉的信号10

2.3噪声/功率平衡11

2.3.1闪烁噪声，1/f噪声11

2.3.2热噪声11

2.4代表性的现有技术11

参考文献12

第3章一种用于神经记录的低功耗、低噪声开环放大器14

3.1开环放大器设计14

3.2结果16

3.3非线性对神经记录的影响19

3.4小结20

参考文献21

第4章闭环神经记录放大器的设计技术23

4.1闭环套筒式放大器的设计23

4.1.1闭环结构23

4.1.2伪电阻的分析24

4.1.3套筒式运算跨导放大器的设计概述25

4.1.4设计优化26

4.1.5稳定性和共模反馈27

4.2一种闭环输入互补式放大器设计28

4.2.1一种闭环的全差分输入互补式放大器的设计28

4.3可变增益放大器的设计31

参考文献31

第5章闭环生物信号放大器：实验结果33

5.1放大器测试34

5.2可变增益放大器测试36

5.3体内测试38

参考文献39

第6章斩波稳定放大器的设计与实现40

6.1斩波稳定技术40

6.1.1开环运行原理40

6.1.2闭环工作原理40

6.2斩波稳定放大器的设计41

6.3硬件实现42

6.3.1传递函数42

6.3.2放大器噪声43

参考文献44

第7章尖峰脉冲检测和特性45

7.1尖峰脉冲检测任务45

7.2尖峰脉冲检测技术46

7.3模拟和混合模式的计算48

7.4系统设计49

7.4.1尖峰脉冲检测器50

7.4.2特征提取51

7.4.3模数转换器52

7.5小结52

参考文献55

第8章尖峰脉冲分类58

8.1综述58

8.2K均值聚类算法59

8.3模拟在线聚类的硬件选择60

8.3.1在线中位数学习61

8.3.2非理想的计算元件63

8.3.3不对称更新63

参考文献66

第9章模拟聚类电路67

9.1浮栅存储器67

9.2设备特征68

9.3电路设计71

9.3.1聚类电路71

9.3.2浮栅存储单元73

9.3.3判定电路74

9.4实验结果76

9.4.1更新速率76

9.4.2存储单元保持78

9.4.3分类79

9.4.4聚类收敛82

9.5讨论86

参考文献86

第10章NeuralWISP：无线电尖峰脉冲密度记录系统88

10.1以前的神经记录系统88

10.2系统设计90

10.2.1模拟信号路径91

10.2.2数字控制93

10.3测试结果94

10.4实验结果97

10.5小结99

参考文献99

第11章一个500μW的无线神经流系统102

11.1模拟前端102

11.2转换和控制103

11.3医疗植入通信服务频段的无线发送器103

11.4结果104

参考文献105

第12章结论107

参考文献108