無線神經接口的超低功耗集成電路設計

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《國際信息工程先進技術譯叢:無線神經接口的超低功耗集成電路設計》針對目前的無線神經接口，提出了為實現神經信號記錄、處理以及無線通信的超低功耗集成電路的設計方法，從基本原理到硬件及芯片的選擇，以及電路的分類和原理圖，並對各種設計方案進行了對比，介紹了各自的優缺點和適用範圍，並將相關的設計理念應用於實際的神經記錄系統進行設計，對所有的必要組件如尖峰脈衝的檢測、分類和聚類分析等進行說明。實驗證明，相關的設計技術能夠很好地降低功耗，同時實現低噪聲開環放大器、閉環放大器及斬波穩定放大器的設計，並分別介紹其應用。《國際信息工程先進技術譯叢:無線神經接口的超低功耗集成電路設計》基本內容清晰明瞭，將電路設計應用於實際工程，突出了實用性。《國際信息工程先進技術譯叢:無線神經接口的超低功耗集成電路設計》適合從事相關硬件設計和相關理論研究的人員閱讀，並可作為相關工科及生物學專業的高年級本科生和研究生的參考用書。

第1章概述1
參考文獻6
第2章生物信號接口放大器：概述8
2.1記錄電極的特點8
2.2生物信號的特點9
2.2.1腦記錄9
2.2.2肌肉的信號10
2.3噪聲/功率平衡11
2.3.1閃爍噪聲，1/f噪聲11
2.3.2熱噪聲11
2.4代表性的現有技術11
參考文獻12
第3章一種用於神經記錄的低功耗、低噪聲開環放大器14
3.1開環放大器設計14
3.2結果16
3.3非線性對神經記錄的影響19
3.4小結20
參考文獻21
第4章閉環神經記錄放大器的設計技術23
4.1閉環套筒式放大器的設計23
4.1.1閉環結構23
4.1.2偽電阻的分析24
4.1.3套筒式運算跨導放大器的設計概述25
4.1.4設計優化26
4.1.5穩定性和共模反饋27
4.2一種閉環輸入互補式放大器設計28
4.2.1一種閉環的全差分輸入互補式放大器的設計28
4.3可變增益放大器的設計31
參考文獻31
第5章閉環生物信號放大器：實驗結果33
5.1放大器測試34
5.2可變增益放大器測試36
5.3體內測試38
參考文獻39
第6章斬波穩定放大器的設計與實現40
6.1斬波穩定技術40
6.1.1開環運行原理40
6.1.2閉環工作原理40
6.2斬波穩定放大器的設計41
6.3硬件實現42
6.3.1傳遞函數42
6.3.2放大器噪聲43
參考文獻44
第7章尖峰脈衝檢測和特性45
7.1尖峰脈衝檢測任務45
7.2尖峰脈衝檢測技術46
7.3模擬和混合模式的計算48
7.4系統設計49
7.4.1尖峰脈衝檢測器50
7.4.2特徵提取51
7.4.3模數轉換器52
7.5小結52
參考文獻55
第8章尖峰脈衝分類58
8.1綜述58
8.2K均值聚類算法59
8.3模擬在線聚類的硬件選擇60
8.3.1在線中位數學習61
8.3.2非理想的計算元件63
8.3.3不對稱更新63
參考文獻66
第9章模擬聚類電路67
9.1浮柵存儲器67
9.2設備特徵68
9.3電路設計71
9.3.1聚類電路71
9.3.2浮柵存儲單元73
9.3.3判定電路74
9.4實驗結果76
9.4.1更新速率76
9.4.2存儲單元保持78
9.4.3分類79
9.4.4聚類收斂82
9.5討論86
參考文獻86
第10章NeuralWISP：無線電尖峰脈衝密度記錄系統88
10.1以前的神經記錄系統88
10.2系統設計90
10.2.1模擬信號路徑91
10.2.2數字控制93
10.3測試結果94
10.4實驗結果97
10.5小結99
參考文獻99
第11章一個500μW的無線神經流系統102
11.1模擬前端102
11.2轉換和控制103
11.3醫療植入通信服務頻段的無線發送器103
11.4結果104
參考文獻105
第12章結論107
參考文獻108