U-헬스케어 시스템의 실현하기 위해서는 자신의 생체신호 수집이 가능해야 된다. 따라서, 본 논문은 다양한 생체신호 수집을 위한 저전력 저잡음 아날로그 프론트 엔드(AFE : Analog Front-End) 회로를 제안한다. 대부분의 생체신호는 저주파에 존재하기 때문에 저주파 노이즈의 영향을 크게 받는다. 저주파에 존재하는 잡음을 줄이기 위해서 Chopper stabilization 기술을 적용하였다. 제안한 AFE는 옵셋저장 방식을 적용함으로써 ...
U-헬스케어 시스템의 실현하기 위해서는 자신의 생체신호 수집이 가능해야 된다. 따라서, 본 논문은 다양한 생체신호 수집을 위한 저전력 저잡음 아날로그 프론트 엔드(AFE : Analog Front-End) 회로를 제안한다. 대부분의 생체신호는 저주파에 존재하기 때문에 저주파 노이즈의 영향을 크게 받는다. 저주파에 존재하는 잡음을 줄이기 위해서 Chopper stabilization 기술을 적용하였다. 제안한 AFE는 옵셋저장 방식을 적용함으로써 DC 옵셋을 제거할 수 있었다. 옵셋 저장방식에서 옵셋을 제거하기 위해서는 큰 RC 시정수가 필요하고, 제안한 AFE는 출력단에 큰 저항성을 가지는 PMOS 버퍼를 추가함으로써 캐패시터의 크기를 줄일 수 있었다. 전체 회로는 Chopping 증폭기, Chopping Spike 잡음과 옵셋제거 클락 잡음을 제거하기 위한 Chopping Spike 필터, 그리고 다양한 생체신호 수집을 위한 가변이득 증폭기로 구성된다. 저전력 설계는 서브스레쉬홀드 (Sub-threshold) 영역에서 설계함으로써 가능하였다. 제안된 회로는 0.35㎛ 2P4M(2poly 4metal) 표준 CMOS 공정을 사용하였다. 전체 칩 크기는 0.55 × 0.55 ㎟이고 3v의 공급전압에서 31.8㎂의 전류소모를 갖는다. 또한, 노이즈는 16㎵/√Hz이고 전체 전압이득은 46 dB에서 72 dB, 대역폭은 500 Hz ~ 3 kHz로 가변이 가능하도록 설계하였다.
U-헬스케어 시스템의 실현하기 위해서는 자신의 생체신호 수집이 가능해야 된다. 따라서, 본 논문은 다양한 생체신호 수집을 위한 저전력 저잡음 아날로그 프론트 엔드(AFE : Analog Front-End) 회로를 제안한다. 대부분의 생체신호는 저주파에 존재하기 때문에 저주파 노이즈의 영향을 크게 받는다. 저주파에 존재하는 잡음을 줄이기 위해서 Chopper stabilization 기술을 적용하였다. 제안한 AFE는 옵셋저장 방식을 적용함으로써 DC 옵셋을 제거할 수 있었다. 옵셋 저장방식에서 옵셋을 제거하기 위해서는 큰 RC 시정수가 필요하고, 제안한 AFE는 출력단에 큰 저항성을 가지는 PMOS 버퍼를 추가함으로써 캐패시터의 크기를 줄일 수 있었다. 전체 회로는 Chopping 증폭기, Chopping Spike 잡음과 옵셋제거 클락 잡음을 제거하기 위한 Chopping Spike 필터, 그리고 다양한 생체신호 수집을 위한 가변이득 증폭기로 구성된다. 저전력 설계는 서브스레쉬홀드 (Sub-threshold) 영역에서 설계함으로써 가능하였다. 제안된 회로는 0.35㎛ 2P4M(2poly 4metal) 표준 CMOS 공정을 사용하였다. 전체 칩 크기는 0.55 × 0.55 ㎟이고 3v의 공급전압에서 31.8㎂의 전류소모를 갖는다. 또한, 노이즈는 16㎵/√Hz이고 전체 전압이득은 46 dB에서 72 dB, 대역폭은 500 Hz ~ 3 kHz로 가변이 가능하도록 설계하였다.
For the realization of u-healthcare system, detecting a biomedical signal from human body is very basic process. This paper proposed a low-power low-noise analog front-end circuit for versatile bio-siganl acquisition. To reduce low-frequency noise, the chopper stabilization technique is employed. Al...
For the realization of u-healthcare system, detecting a biomedical signal from human body is very basic process. This paper proposed a low-power low-noise analog front-end circuit for versatile bio-siganl acquisition. To reduce low-frequency noise, the chopper stabilization technique is employed. Also, the AFE can be cancel DC offset by applying output offset storage technique. In offset storage technique, the large RC constant need for removing offset. The AFE can be reduce capacitor size by adding PMOS buffer having a high input impedance in output stage. The AFE consist of chopping amplifier with chopper, Chopping spike filter for removing chopping spike and offset cancelling clock, and variable gain amplifier for versatile bio-signal acquisition. Low-power design can be achieved by using sub-threshold region. The proposed design is implemented with a 0.35㎛ 2P4M(2poly 4metal) CMOS technology. The chip size has an active area of 0.55 × 0.55 ㎟. Total current consumption is 31.8㎛ at the supply voltage of 3v. The input referred noise is 16㎵/√Hz. The total gain of AFE set 46 dB to 72 dB, total bandwidth set 500 Hz to 3 kHz.
For the realization of u-healthcare system, detecting a biomedical signal from human body is very basic process. This paper proposed a low-power low-noise analog front-end circuit for versatile bio-siganl acquisition. To reduce low-frequency noise, the chopper stabilization technique is employed. Also, the AFE can be cancel DC offset by applying output offset storage technique. In offset storage technique, the large RC constant need for removing offset. The AFE can be reduce capacitor size by adding PMOS buffer having a high input impedance in output stage. The AFE consist of chopping amplifier with chopper, Chopping spike filter for removing chopping spike and offset cancelling clock, and variable gain amplifier for versatile bio-signal acquisition. Low-power design can be achieved by using sub-threshold region. The proposed design is implemented with a 0.35㎛ 2P4M(2poly 4metal) CMOS technology. The chip size has an active area of 0.55 × 0.55 ㎟. Total current consumption is 31.8㎛ at the supply voltage of 3v. The input referred noise is 16㎵/√Hz. The total gain of AFE set 46 dB to 72 dB, total bandwidth set 500 Hz to 3 kHz.
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