国家自然科学基金(90377013)
- 作品数：10 被引量：19H指数：2
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- 多通道神经信号激励模块的研制及其动物实验(英文)被引量：1
- 2007年
- 为了研究植入式神经功能再生微电子系统,设计了功能激励神经信号产生模块.首先用分立器件设计并实现了体外应用的单通道功能激励神经信号产生模块,并将该模块成功应用于激励老鼠和兔子的坐骨神经和脊椎神经的神经功能再生微电子系统的动物试验.在此基础上,设计了用于12个电极点的卡肤电极或者10个电极点的剑状电极四通道神经信号激励模块.用5只老鼠和2只兔子进行了3次坐骨神经和脊髓神经束活体动物试验.试验中,功能激励神经信号产生模块再生了大鼠体内的自发神经信号和模拟的神经信号,模块所产生的信号使大鼠和兔子的腿部、尾巴甚至脚趾产生了相应的动作,验证了神经功能再生微电子系统的可行性.
- 李文渊王志功吕晓迎顾晓松张震宇
- 关键词：微电极
- 多通道神经信号再生集成电路
- 2008年
- 介绍了一个六通道的神经信号再生集成电路。每一个通道均由检测电路和激励电路组成。检测电路用低噪声、高共模抑制比的仪器放大器从神经元的上端探测神经信号。激励电路中,采用反相运算放大器来进一步放大神经信号,放大的神经信号通过一个缓冲器来激励受损神经的下端神经元,实现了神经信号的传递,从而实现再生的功能。电路采用CSMC0.5μm CMOS工艺设计,整个六通道的芯片版图面积为1.9 mm×1.6 mm。电路的后仿结果如下:在±2.5 V的供电电压下,单通道电路的功耗为3.9 mW;在100 Hz到7 kHz的频率范围内,等效输入噪声为25.4 nV/sqrt(Hz);增益带宽积达到7.6MHz,可实现60 dB到110 dB的可调增益,输出阻抗为6.2Ω。
- 王飞李文渊
- 关键词：神经信号集成电路运算放大器
- 低功耗CMOS神经束功能电激励信号产生电路(英文)被引量：1
- 2007年
- 采用华润上华微电子公司0.6μmCMOS工艺设计了低功耗神经功能电激励集成电路.该电路适用于以卡肤电极作为激励电极的可植入式神经信号桥接系统,可以用来激励脊椎动物的脊髓神经或其他神经束.电路包括输入级差分预放大电路、增益级放大电路和输出电路.为满足体内植入式神经功能电激励的要求,该集成电路避免使用任何片外元件,实现了单片集成.根据神经信号的特点,神经功能激励电路的频率响应带宽设计为1Hz^400kHz,输出电阻为90Ω时的增益为66dB,可以在3~5V的工作电压下正常工作.采用满摆幅输出级提高了有效的激励电压输出.测试结果表明,电路的带宽和增益符合设计要求,直流功耗低于6mW,达到了设计目标.
- 李文渊王志功张震宇
- 关键词：神经信号CMOS低功耗
- 电压激励神经信号重建微电子系统被引量：2
- 2008年
- 采用0.6μm CMOS工艺设计并仿真了电压激励的神经信号重建微电子系统。系统适用于卡肤电极(cuff elec-trode),由检测电路和功能电激励(FES)电路组成。检测电路采集受损神经上端信号,以控制功能电激励电路,产生FES信号来激励受损神经下端。电路工作于±2.5V。系统增益40～80dB可调,3dB带宽大于10kHz,功耗8.2mW。芯片尺寸为1.42mm×1.34mm。
- 毛晓轶李文渊王志功
- 关键词：神经信号中枢神经系统CMOS
- 用于神经信号再生的神经功能电压驱动电路(英文)被引量：1
- 2007年
- 采用华润上华0.6μm CMOS工艺,设计实现了一种用于神经信号再生微电子系统的低功耗、高增益功能电激励电压驱动电路.它可以用于驱动激励电极和与之相连的神经来再生神经信号.电路由2部分组成:全差分折叠式共源共栅放大器及带过载保护的互补型甲乙类输出级.电路采用了满摆幅的输入输出结构,保证了大输入电压范围和大输出电压范围.仿真结果表明,电路增益可以达到81dB,具有295kHz的3dB带宽.芯片面积为1.06mm×0.52mm.经流片实现后在片测试,在单电源+5V下工作,直流功耗约为7.5mW,输出电压幅度达到4.8V;同时在单电源+3.3V下也可正常工作.
- 王珏李文渊王志功
- 关键词：低功耗神经信号电压驱动
- 神经信号遥测模块及电路的设计与实现被引量：1
- 2008年
- 介绍了一种可用于植入式中枢神经恢复系统遥测模块的设计与实现。模块由信号发射电路和接收电路组成,发射电路完成信号的多路选择、模/数转换、编码、调制和功率放大;接收电路完成放大、解调、解码、数/模转换和滤波等功能。电路工作于3.3V,正常工作时发送端功耗小于110mW,接收端功耗小于100mW,有效传输距离大于30m。根据神经信号的特点,采样率为50kHz,数据传输速率为1Mbit/s。收发电路采用印刷电路板(PCB)实现,工作于2.45GHz的ISM频段。测试结果表明,该模块能够很好的实现神经信号的遥测功能。
- 钱照华王志功刘颖异沈晓燕
- 关键词：神经信号遥测发射电路接收电路
- 微电子嵌入式神经信道桥接与信号再生
- 本文提出了利用微电子系统辅助实现神经信道桥接、神经信号再生和神经功能恢复的思想和实现方案。该微电子系统形成了包含微电极阵列、信道切换单元、微电子信号处理单元、控制单元和监测单元。进行了大鼠皮质脊髓束形态学测量、电极类型和...
- 王志功顾晓松吕晓迎姜正林李文渊吕广明王余峰王惠玲张震宇沈洪妹吴扬沈卫星张竞扬陈栋
- 关键词：神经功能恢复
- 文献传递
- 单片集成低功耗神经信号检测CMOS放大器被引量：7
- 2006年
- 采用CSMC0·6μmCMOS工艺设计了可用于植入式神经信号检测的放大器芯片.电路适用于卡肤电极系统,包括低噪声前置放大级、由电流模仪表放大器构成的主放大级、输出缓冲级和恒跨导偏置级.电路工作于2·5V/±1·25V,功耗180μW.为满足体内植入式神经信号检测的要求,通过电路改进以避免使用片外元件,实现了单片集成.根据神经信号的特点,电路频率响应带宽设计为59Hz^12·8kHz,增益80dB.采用时域方法测试,芯片达到设计目标,有望用于体内神经信号检测.依据测试结果分析了电路特性并提出改进方法.
- 王余峰王志功吕晓迎王惠玲
- 关键词：卡肤电极CMOS工艺
- 一种用于神经信号检测的低压前馈补偿运算跨导放大器被引量：1
- 2006年
- 采用CSMC0·6μmCMOS工艺设计实现了低压、低功耗的多级运算跨导放大器。本设计引入了无密勒电容的前馈补偿技术,规避了芯片集成电容以降低噪声并减小成本,获得了高达630MHz的单位增益带宽以及79度裕度的高稳定性。电路工作于2·5V±1·25V),功耗16mW,开环直流增益85dB,3dB带宽116kHz,可基本满足神经信号检测的应用要求。
- 梁帮立王志功王余峰吕晓迎章丽熊明珍
- 关键词：运算跨导放大器前馈补偿CMOS工艺
