[发明专利]一种生物电位记录器

说明书

本申请公开了一种生物电位记录器，包括：斩波放大模块和低通滤波模块；斩波放大模块包括：偏移消除单元、共模消除单元、反馈单元、直流伺服单元、输出放大单元、阻抗提升单元、第一调制单元和第二调制单元；偏移消除单元与共模消除单元、反馈单元、直流伺服单元、第一调制单元和第二调制单元连接；输出放大单元与反馈单元、直流伺服单元、第二调制单元、阻抗提升单元和低通滤波模块连接；第一调制单元与阻抗提升单元连接。通过斩波放大模块的第一调制单元降低输入噪声，直流伺服单元去除电极直流偏移，最后通过低通滤波模块进行滤波，降噪能力强；使用共模消除单元减少共模干扰；能够在对输入信号进行放大的同时，降低噪声的干扰，性能高。

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种生物电位记录器。

背景技术

高效能生物电位记录仪在脑机接口(Brain-Machine-Interface，BMI)系统中起着至关重要的作用。目标信号(Targeted Signals)的振幅，如动作电位(Action Potential，AP)、局部场电位(Local Field Potential，LFP)、心电图(Electrocardiograph，ECG)、肌电图(Electromyography，EMG)和脑电图(Electroencephalo-graph，EEG)的振幅通常在几十伏到几毫伏之间，频带分布从通常在几十微伏(μV)到几毫伏(mV)之间。在生物电位记录仪的设计中，功耗性能至关重要。大多数现有的低功耗设计通过降低电流来改善功耗性能，但牺牲了噪声性能。为了优化功率效率因数(Power Efficiency Factor，PEF)，现有方法中提出降低电源电压到sub-V，但会导致更高的总谐波失真(Total Harmonic Distortion，THD)。此外，这些电路易受共模干扰(Common-mode Interference，CMI)，特别是电源线干扰(Power-line InterferencePLI)。在50赫兹时，PLI的振幅可以高达数百毫伏。

综上所述，需要提供一种降噪能力强、减少共模干扰且性能高的生物电位记录器。

发明内容

为解决以上问题，本申请提出了一种生物电位记录器，包括：斩波放大模块和低通滤波模块；

所述斩波放大模块与所述低通滤波模块连接，所述斩波放大模块对电位输入信号进行降噪和放大后，发送至低通滤波模块进行滤波后输出；

所述斩波放大模块包括：偏移消除单元、共模消除单元、反馈单元、直流伺服单元、输出放大单元、阻抗提升单元、第一调制单元和第二调制单元；

所述偏移消除单元与所述共模消除单元、反馈单元、直流伺服单元、第一调制单元和第二调制单元连接；

所述输出放大单元与所述反馈单元、直流伺服单元、第二调制单元、阻抗提升单元和低通滤波模块连接；

所述第一调制单元与所述阻抗提升单元连接。

优选地，所述偏移消除单元用于减小输入信号的工频干扰，包括：输入级放大器、偏移放大器、第一NMOS管、第一电容和第二电容；

所述输入级放大器的正输入端与所述第一调制单元的第一输出端连接，负输入端与所述第一调制单元的第二输出端连接，负输出端与所述偏移放大器的负输入端和第一电容的一端连接，正输出端与所述偏移放大器的正输入端和第二电容的一端连接，接地端与所述第一NMOS管的漏端和共模消除单元连接；

所述偏移放大器的正输出端与所述输入级放大器的第一衬底端连接，负输出端与所述输入级放大器的第二衬底端连接；

所述第一NMOS管的源端接地，所述第一电容的另一端与所述第二调制单元的输入端连接，所述第二电容的另一端与所述第二调制单元的输入端连接。

优选地，所述输入级放大器包括：第二NMOS管、第三NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管和第三电容；