采用正弦激勵(lì)的低失真生物阻抗測(cè)量芯片

生物阻抗(BioZ)模擬前端可用于檢測(cè)組織電特性的變化，作為心力衰竭、癌癥和慢性肺部疾病的預(yù)后指標(biāo)。為了提高阻抗測(cè)量精度，本項(xiàng)工作在三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的改進(jìn)：

1、帶有分段式delta-sigma調(diào)制器的查找表，用于對(duì)IDAC進(jìn)行面積高效的位擴(kuò)展，以產(chǎn)生低失真正弦電流；

2、電流放大器和直通儀表放大器分別用于減輕電流發(fā)生器和讀出中的1/f噪聲調(diào)制；

3、帶有三電平動(dòng)態(tài)元件匹配IDAC，用于在保持高線性度性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)參考電流噪聲消除。采用0.18μm CMOS工藝制造的AFE，其中激勵(lì)電流和讀出電路功耗分別為86.7–201.1和54.8μW。激勵(lì)電流為100μApk時(shí)實(shí)現(xiàn)高達(dá)?84dB總諧波失真(THD)，97.3dB系統(tǒng)信噪比(SNR)（4Hz帶寬）和0.64m/√Hz靈敏度，并成功采用干電極實(shí)現(xiàn)人體阻抗心動(dòng)圖(ICG)的測(cè)量。

論文信息：
QinjingPan, QiLuo, TianxiangQu, LihengLiu, XiaoLi, MinChen, ZhiliangHong, JiaweiXu., “A 97.3-dB SNR Bioimpedance AFE with ?84-dB THD Segmented -ΔΣM Sinusoidal Current GeneratorandPassing Through Instrumentation Amplifier”, IEEE Journal of Solid State Circuits (VLSI2024SpecialIssue), Dec 2024. doi: 10.1109/ JSSC.2024.3516040.

一直以來，芯?？萍际冀K致力于依托自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，支持產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展。此次與復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院的合作，不僅取得了顯著的科研成果，也為人才培養(yǎng)和科研建設(shè)注入了新的活力。

此外，在全國大學(xué)生集創(chuàng)賽中，“芯海杯”賽作為大賽重要組成部分，已連續(xù)多年吸引全國各大高校的精英學(xué)子參與。通過這一賽事，芯海與高校建立了緊密的產(chǎn)學(xué)研合作，為國家集成電路人才培養(yǎng)注入更多活力。未來，芯海將繼續(xù)加強(qiáng)與高校的合作，共同培養(yǎng)出更多具有實(shí)踐能力和行業(yè)視野的復(fù)合型人才，為芯片產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展持續(xù)輸送人才與創(chuàng)新成果。