FREE TELL

全国免费服务热线

当前位置:118期刊网  >  毕业论文 >  关于医学毕业论文样本选择1

关于医学毕业论文样本选择1

来源:互联网 作者:118期刊网 本文地址:http://www.118qikan.com/bylw/5824.html 发布时间:2018-09-21 14:48:05

第1章绪论

 

1.1引言

近年来,生物技术、神经医学和微电子技术的飞速发展极大地推动了生物医疗电子设备的发展。可以预期,便携式生物医疗监测设备将在不久的将来得到广泛普及,便携式心电图(ECG)监测仪、血糖仪等将成为未来远程医疗的关键设备;同时,可植入体内的微型生物医疗电子系统亦已成为研究热点,将使人类的医疗技术产生突破性的飞跃,不仅能辅助治疗一些神经性疾病,还可用于神经假肢、人工视网膜等,帮助残障人士修复部分器官和艘体功能。因此,植入式生物医疗系统得到了世界各国的高度重视。从国内看,国务院对医疗卫生体制改革的不断推进将极大地促进我国生物医疗电子技术的不断创新,形成一个高速增长的新市场;“十二五”规划纲要指出,新一代信息技术、生物技术将是本阶段重点培育和发展的战略性新兴产业之一。面对这一形势,作为新一代生物医疗监测系统、植入式系统研制的关键技术,论文所开展的针对生物医疗系统应用的前端高性能仪表放大器的研究具有重要的研究价值和应用前景。

.............

 

1.2植入式生物医疗系统研究现状与发展趋势

目前,心电图(ECG)监测系统、脑电图(EEG)监测系统以及神经信号记录系统(Neural Recording)是国内外生物医疗电子领域的一个研究热点。相关技术是构建未来远程医疗系统的核心技术。其中神经信号记录系统的研究具备更广泛的应用价值,其进展对未来神经假体、治愈神经性疾病具有重要意义。而高性能前端仪表放大器是前述电子系统中的一个关键模块。研究表明,各种生物信号和生物环境具有各异的特性,对前端仪表放大器的需求也有所不同。近年来,国内外已有不少有关用于ECG、EEG监测系统的高性能前端放大器的研究成果发表。其中三运放结构的仪表放大器最早被用来实现相关系统,然而为得到较低的嗓声,其功耗偏高,不利于便携式与植入式系统中的应用,此外,这种结构难以抑制电极失调电压[4]。文献[5]采用了电阻反馈型结构,然该方案在增益、精度、功耗等方面还有待提高。文献[6]提出采用电容精合式的仪表放大器结构,可以有效抑制电极失调电压。考虑到适应未来能同时采集LFP、SP神经信号的系统,低噪声低功耗的要求奇刻,须采用斩波技术等来来实现降噪。然而,采用斩波技术后,放大器的输入阻抗会受到斩波频率的限制,EOV的抑制能力也会受到较大的影响。因此,如何提高仪表放大器的性能以适应上述要求具备重要意义,必须研究出一种能同时具备足够的低噪声、低功耗、高输入阻抗、EOV抑制特性的前端放大器设计方案,才能满足未来生物医疗电子设备的需求。

…………

 

第2章低噪声放大器设计基本理论

 

2.1放大器固有噪声源概述

低噪声放大器,指的是具备很低的等效输入噪声的放大器,而这些噪声来源于放大器内部器件的噪声,主要包括晶体管的噪声、电阻的噪声等,其中电阻噪声主要表现为热噪声,而晶体管噪声包括闪烁嗓声和热噪声。晶体管的热噪声、电阻的热噪声在表现形式上基本是一致的:正常工作时,即使流过电阻、晶体管的静态电流为零,但由于电荷的随机运动,会引起导体两端电压的波动。研究表明,热噪声能量均匀分布在各个频率上,因此也被称为白噪声,其功率谱密度与绝对温度成正比[7]。除了热噪声,MOS管器件中还会产生不可忽略的闪烁噪声,该噪声会显著地影响器件的低频性能。如图2.3所示,在MOS晶体管的栅氧化层和桂衬底的界面是桂单晶的边界处,存在着不少能够产生额外的能态,从而产生俘获电荷的“悬挂”键。在MOS管工作中,必然有许多载流子流经过边界,此时,部分载流子会被悬挂键产生的能态俘获-释放,这样在漏电流中就产生“闪烁”噪声。

……………

 

2.2自动调零技术

 

2.2.1基本原理

自动调零技术已经成为一种被广泛使用的,用于消除直流失调电压的技术。该技术的基本思想是,如图2.4所示,将放大器的工作时序分为两个工作相位:其一为调零相位>1,此时放大器的输入端短路,输出端的采样电容也接至地,因此放大器的输出即为由直流失调电压激励所产生的且被保存到电容上的信号;事实上,自调零技术不仅可用来消除放大器的直流失调电压,也可以用于降低放大器的低频噪声。但是不同于直流失调电压,放大器的热噪声,尤其是频率比较高的白嗓声,并非一个常量,而是随时间变化的随机信号。因此,自调零技术对于低频噪声衰减的效率会非常依赖于采样保持下来的嗓声和与放大相位相减时的嗓声之间的相关度。事实上,低频闪烁噪声的相关度要比低频白噪声的相关度要高,即假设同样带宽的情况下,相隔7"时间间隔的两个闪标噪声采样的相关度随T增加而衰减的速度比白嗓声的慢很多。因此自调零技术依然可以衰减噪声,却对宽带白噪声没有多大作用[8]。值得一提的是,图2.4所给出的自调零技术的电路结构仅仅是理想化的模型,用于对原理的解释。在实际系统中,一般不会直接通过电容对输出失调电压及噪声进行采样,这是因为如果失调电压比较大,放大器的输出晶体管很有可能工作在线性区。多数系统中,会将放大器设计为具备两组输入端的放大器,当主输入短接进行调零的时候,辅助输入端与输出构成闭环系统,保证放大器的输出管工作在饱和区。本文的4.5.1节将详细介绍这种自调零放大器的一种设计方案。

……………

 

第3章斩波型低噪声放大器的设计........... 14

3.1放大器性能指标要求 ........... 14

3.2放大器拓扑结构设计...........  14

3.3放大器的设计 ........... 15

3.4仿真结果 ...........21

第4章电容耦合型高输入阻抗高精度低功耗........... 23

4.1电容耦合型放大器........... 23

4.2MOS伪电阻........... 24

4.3斩波型电容耦合放大器........... 24

4.3.1斩波调制器在系统中的位置........... 24

4.3.1斩波调制器在电路中的位置........... 27

4.4放大器性能指标要求 ........... 28

4.5放大器拓扑结构选择 ........... 29

4.6基于增益提高技术的主放大器设计...........  32

4.7输入阻抗提高技术 ...........37

4.8仿真结果 ...........38

第5章适用于植入式生物医疗系统的高性能........... 41

5.1放大器性能指标要求 ........... 41

5.2放大器拓扑结构选择  42

5.3电极直流失调电压抑制技术...........  44

5.4放大器系统分析与建模........... 48

5.5主放大器的设计............ 55

5.6低通Class-A的设计 ...........57

5.7改进的用于低功耗放大器的开关电........... 58

5.8输入晶体管寄生电容负效应...........  60

5.9系统仿真........... 62

 

第5章适用于植入式生物医疗系统的高性能仪表放大器的设计

 

前两章分别介绍了两种斩波型低噪声放大器的设计方法及设计实例。其中,在第三章,基于传统滤波器拓扑结构,设计了一种采用特殊的新颖滤波策略的斩波放大器,重点研究了斩波技术的实现方法;第四章介绍了近几年来比较常用的用于生物医疗系统中的电容耦合型放大器的设计技术,并将自调零技术结合到斩波型电容耦合放大器中去,重点研究了放大器的拓扑结构、自调零技术与斩波技术的实现方法、高增益放大器的设计技术以及输入阻抗提高技术。考虑到第三章所设计的放大器尚未能完全满足植入式生物医疗系统的信号采集,例如不能抑制电极的直流失调电压,放大器的带宽过大而增大了片上系统后级滤波器的设计难度等,因此,本章将综合考虑植入式生物医疗系统的性能需求,研究出一种高性能仪表放大器的设计技术。

……………

 

结论

 

本文在对两种热门的植入式生物医疗系统,神经信号记录系统和头皮下脑电波检测系统进行细致调研的基础上,着对用于片上系统的前端高性能仪表放大器进行了深入研究。重点研究实现了针对植入式生物医疔系统的高性能放大器的三大关键技术,分别是:1、高性能放大器的低噪声低功耗设计技术;2、超高输入阻抗设计技术;3、电极直流失调电压抑制技术。此外本文还在高性能电路模块设计方面提出了一些新颖的电路结构和设计方案。在整个研究过程中,分三个步骤系统地深入研究了高性能仪表放大器的设计技术。在每个阶段中,针对不同的研究内容和研究目标,分别研究设计了三种不同的放大器,对设计思路进行了验证。首先,重点研究了斩波技术在放大器降噪中的应用,并提出采用了一种新颖的低通滤波器策略,有效地抑制斩波技术引起的高频纹波。第二阶段,重点研究了基于斩波技术、自调零技术的电容耦合放大器的设计技术,在对不同拓扑结构理论分析的基础上,研究了小面积、低功耗、高输入阻抗、高增益的放大器设计技术。最后,在前两阶段的技术基础上,研究实现了适用于植入式生物医疗系统的高性能电容耦合放大器的设计技术,对所釆用的新颖的系统结构进行了较完备的系统稳定性、噪声性能分析,并论述了一种新型的输入晶体管寄生电容负效应,提出了一种新颖的适用于低功耗放大器设计的开关电容共模反馈电路。

……………

参考文献(略)


论文查重就找118期刊网