【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学植入式环境下对生物体内神经信号等生物电行为信号的无线传输、监控与记录,涉及无线通信、通信集成电路、射频电子电路、无线能量传感及生物医用微电子学等交叉领域,具体涉及ー种适合于CMOSエ艺实现的具有无线电源的植入式生物电信号AM发射方法及系统。
技术介绍
对目前,随着电子信息技术、无线通信技术、半导体集成电路技术、生物医疗技术的迅猛发展,电子、生物、医疗等诸多领域相互融合、彼此促进,使生物医疗为目的的生物医 学微电子技术逐步成为ー个新兴的研究領域。对于生物体神经网络体系研究、生物体工程学研究、脊椎修复恢复肢体运动、视觉修复、人工耳蜗等前沿
的研究,需要依靠对大量神经信号等生物电行为信号进行长期的实时监测与记录来完成。目前,传统的生物医学研究一般采用有线连接的方式将微电极阵列所采集的生物体内电行为信号传输到生物体外的监测与记录设备中,再进行后续的信号处理及研究。这种有线传输方式不仅导致生物体的检测创ロ因长期保持开放而易受细菌感染,同时也无法监测与记录到生物体在无束缚、无麻酔的日常条件下的多种生物电信号,而且微弱的生物电信号在由体内向体外进行中短距离有线传输的过程中极易受到外加自由空间的已有电磁辐射的干扰,影响监测与记录的精度。因此,传统的生物医学技术手段已显得越发カ不从心,迫切需要一种先进的生物医用植入式微电子无线通信技术在生物体内对神经信号等生物电行为信号进行降噪放大后,实现日常无束缚、无麻酔条件下的无线监测与记录。目前,业界在植入式环境下对生物电信号的无线传输方面处于起步研究阶段,已有的植入式生物电信号无线传输设备以00K、AS ...
【技术保护点】
适合于CMOS工艺实现的植入式AM发射方法,其特征在于包括以下步骤:a、基于电磁感应耦合对空间辐射的无线电能信号进行感应匹配接收与整流,再对整流后的信号进行直流电源电压的恢复与稳压,输出足够功率的直流电源电压为植入体内的电路提供稳定的电能;b、对传感器采集的生物电信号进行噪声抑制、滤波、增益补偿放大的模拟前端处理,并在处理后的生物电信号中加入直流电平;c、分别在工作于线性区的集成MOS晶体管的栅极加载b处理后的信号,漏极加载高频调制载波,利用所述MOS晶体管的伏安特性,在所述MOS晶体管输出电流中实现AM调制操作,并将所述电流信号转化为电压模式信号输出,在所述输出的电压模式信号中包含所需的AM调制信号;d、对c处理后的信号进行选频滤波处理,抑制其中直流、基波、2倍频载波分量,分离并输出其中AM调制信号,实现在植入式环境下对生物电信号的AM调制与发射。
【技术特征摘要】
1.适合于CMOSエ艺实现的植入式AM发射方法,其特征在于包括以下步骤 a、基于电磁感应耦合对空间辐射的无线电能信号进行感应匹配接收与整流,再对整流后的信号进行直流电源电压的恢复与稳压,输出足够功率的直流电源电压为植入体内的电路提供稳定的电能; b、对传感器采集的生物电信号进行噪声抑制、滤波、增益补偿放大的模拟前端处理,并在处理后的生物电信号中加入直流电平; C、分别在工作于线性区的集成MOS晶体管的栅极加载b处理后的信号,漏极加载高频调制载波,利用所述MOS晶体管的伏安特性,在所述MOS晶体管输出电流中实现AM调制操作,并将所述电流信号转化为电压模式信号输出,在所述输出的电压模式信号中包含所需的AM调制信号; d、对c处理后的信号进行选频滤波处理,抑制其中直流、基波、2倍频载波分量,分离并输出其中AM调制信号,实现在植入式环境下对生物电信号的AM调制与发射。2.如权利要求I所述的AM发射方法,其特征在于还包括在c处理前进行高频调制载波的产生,并对高频调制载波进行缓冲与隔离,提高高频调制载波的信号功率与隔离度,实现与后级电路的阻抗匹配,并为后级电路提供稳定的静态偏置工作电压。3.如权利要求I所述的AM发射方法,其特征在于在d处理后还对AM调制信号进行功率放大与匹配发射。4.适合于CMOSエ艺实现的植入式AM发射系统,其特征在于包括无线电源接收与恢复単元、低噪声模拟前端単元、基波缓冲隔离器、调制载波产生电路、射频缓冲隔离器、AM调制器、选频滤波器和功率放大器,所述无线电源接收与恢复单元的输出端为所述系统其他各単元及电路提供稳定的电源电压;所采集的生物电信号送入所述低噪声模拟前端単元的输入端,所述低噪声模拟前端単元的输出端连接至所述基波缓冲隔离器的输入端,所述基波缓冲隔离器的输出端连接至所述AM调制器的信号输入端ロ,所述调制载波产生电路的输出端ロ连接至射频缓冲隔离器的输入端,所述射频缓冲隔离器的输出端连接至所述AM调制器的载波输入端ロ,AM调制器的调制深度输入端ロ用于接入调制深度的控制电平,AM调制器的输出端ロ连接至所述选频滤波器的输入端ロ,所述选频滤波器的输出端ロ连接至功率放大器的输入端ロ,所述功率放大器通过天线向空间进行无线发射。5.如权利要求4所述的植入式AM发射系统,其特征在于所述AM调制器包括ー个エ作于线性区的用于完成信号调制的第一集成MOS晶体管(Ml)、ー个工作于饱和区的用于载波信号及射频信号的缓冲及隔离的第二集成MOS晶体管(M2)、一...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵明剑,李斌,吴朝晖,李显博,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:
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