【摘 要】
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神经信号的探测对于神经科学的研究,神经类疾病的治疗和脑机接口等新兴应用的发展起着至关重要的作用,利用集成电路技术对神经信号的电学特性进行记录和处理已经成为一个学术界和工业界的研究热点。其中低噪声放大器（Low Noise Amplifier,LNA）在用于神经信号探测的电路前端中起着重要作用。而神经信号的低频和低振幅的电学特性,同时探测过程中存在着的多种干扰信号,还有不同电极的电学特性等对神经信号
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神经信号的探测对于神经科学的研究,神经类疾病的治疗和脑机接口等新兴应用的发展起着至关重要的作用,利用集成电路技术对神经信号的电学特性进行记录和处理已经成为一个学术界和工业界的研究热点。其中低噪声放大器（Low Noise Amplifier,LNA）在用于神经信号探测的电路前端中起着重要作用。而神经信号的低频和低振幅的电学特性,同时探测过程中存在着的多种干扰信号,还有不同电极的电学特性等对神经信号探测提出了挑战。为了避免电路中常见的低频闪烁噪声的干扰,本文提出了一种用于神经信号采集的模拟前端斩波放大器（Front-End chopper Amplifier,FEA）。它采用斩波放大器结构对采集到的信号进行频率调制解决了电路中的低频闪烁噪声和失调的干扰,同时采用全新的电路结构解决了斩波放大器结构中由伺服环路引起的噪声和干扰。提出的FEA采用具有失调和低频噪声补偿和非常大时间常数（Very-Large Time constant,VLT）的开关电容器（Switch Capacitor,SC）积分器。此外,放置了一个直流电压隔离模块以用于纹波抑制（Ripple Rejection,RR）,并且采用了正反馈环路来增加输入阻抗。提出的电路基于0.18-μm 1.8-V CMOS工艺中设计,完成了原理图设计和版图设计以及多种工作环境下的后仿真工作。FEA为本地场电势和动作电势神经信号采集提供了高达9k Hz的带宽。参考输入（Referred-To-Input,RTI）噪声在1～200Hz频带中为0.72μVrms,在200～5000Hz频带中为3.46μVrms。噪声有效因子为0.43（1～200Hz）和2.08（200～5000Hz）。在整个通带中均实现了高于87d B的共模抑制比（Common-Mode Rejection Ratio,CMRR）和高于85d B的电源抑制比（Power-Supply Rejection Ratio,PSRR）。它消耗的功率为3.96μW/通道,占用的面积为0.244mm~2/通道。
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