[发明专利]一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法

说明书

本发明公开了一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，包括依次设置于通道信号流动方向上的采集电极，去耦合输入电容，输入单元，通道内斩波调制，通道间斩波调制，全差分闭环放大器单元，通道间斩波解调制，通道内斩波解调制，低通滤波器和输出单元，所述方法包括通道内斩波调制‑多级通道间斩波调制‑放大‑多级通道间斩波解调制‑通道内斩波解调制‑低通滤波的流程。本发明消除了通道间增益误差，并保证了信号采集精度，避开了放大器中的闪烁噪声。

技术领域

本发明涉及一种集成电路设计技术领域，尤其涉及一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法。

背景技术

脑电信号采集系统通常由多个通道组成，每通道实时采集脑电信号，所有通道并行处理采集到的脑电信号，经过放大、滤波、数字化的步骤后所有通道的信号传递至后端进行数字信号处理。由于采集芯片的设计制程以及生产过程中引入的偏差，每个通道的采集增益各不相同，而通道间的增益误差会影响后端信号处理与计算准确性。因此，消除多通道间的增益误差是脑电信号采集系统中的重要技术目标。

目前消除通道间增益误差的方法多集中于两个通道之间的增益校准，通过反馈的方法将增益误差补偿到某一个通道的采集增益上。但这种办法消耗大量的硬件资源，具有无法快速扩展为多通道进行增益校准的缺陷。本发明专利针对多通道采集系统，提出了基于混合斩波技术的消除通道间增益误差的方法，对每通道的采集增益进行动态平均化，具有硬件资源消耗小、通道数可扩展、通道间增益误差小的技术优势，实现了高精度、多通道、低误差脑电信号采集目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，该方法将采集到的信号先经过通道内斩波调制电路载至相同的斩波频率，再将不同通道的脑电信号进行通道间斩波调制，使每通道的脑电信号获得相同的放大增益（该增益为所有通道增益的平均值），从而降低通道间增益误差。

本发明采用的技术方案如下：

一种消除脑电信号采集系统多通道增益误差的方法，所述多通道采集系统包括依次设置于通道信号流动方向上的采集电极，去耦合输入电容，输入单元，通道内斩波调制，通道间斩波调制，全差分闭环放大器单元，通道间斩波解调制，通道内斩波解调制，低通滤波器和输出单元，包括以下步骤：

S1：脑电信号通过所述采集电极进行采集，所采集到的脑电信号经过所述去耦合输入电容传递至所述输入单元，每个所述输入单元将采集到的所述脑电信号经过所述通道内斩波调制，得到通道内斩波调制的脑电信号和通道内斩波调制频率；

S2：所述通道内斩波调制的脑电信号以两通道为一组进行第一级通道间斩波调制，得到通道间斩波调制的脑电信号，第一级通道间斩波调制频率为所述通道内斩波调制频率的一半，经过第一级通道间斩波调制的相邻组所述通道间斩波调制的脑电信号经所述通道间斩波调制的控制信号以两组为新的大组进行第二级通道间斩波调制，依此类推，每进行一级通道间斩波调制其斩波频率降为前一次的一半，每一级通道间斩波调制输出对应的通道间斩波调制的脑电信号，直到最后一级通道间斩波调制完成了包括所有通道的所述通道间斩波调制，最终得到多级斩波调制的脑电信号；

S3：所述多级斩波调制的脑电信号经过每一通道信号流动方向上的所述全差分闭环放大器单元进行放大处理，得到放大的多级斩波调制的脑电信号；

S4：所述放大的多级斩波调制的脑电信号通过与所述步骤S2架构相同但时序相反的所述通道间斩波解调制，得到多级通道间斩波解调制的脑电信号，所述多级通道间斩波解调制的脑电信号经过所述通道内斩波解调制，得到通道内斩波解调制的脑电信号；

S5：所述通道内斩波解调制的脑电信号传输至每条通道信号流动方向上的所述低通滤波器，经过所述低通滤波器滤除高频的调制噪声，保留原始所述脑电信号的信号内容。