脑电是生物电活动的一种,中枢神经系统中始终存在着伴随脑神经活动所产生的电活动。自从1924年德国精神病学家,耶那大学的Hans Berger教授首次发现并记录到人脑有规则的电活动,脑电的研究就一直得到生物医学研究领域和临床应用方面的高度重视。随着计算机科学的发展,从脑电信号中提取与心理任务相关的模式成为可能,脑——机交互研究也就成为新的热点。由于研究脑电的需要,脑电信号的检测系统的研制就具有很重要的意义。一般在大脑皮层所量到的脑电信号振幅约为10mV,再经过颅骨及电极片后便衰减到约为5uV~100uV的大小。由于脑电信号非常微弱,也非常容易被受测者本身、量测环境及电路本身等因素所影响。故本研究旨在设计一个脑电信号检测芯片系统,将所有前端模拟电路整合于单一芯片中,除可减少元件的成本外,也可降低大量分立元件对量测所造成的干扰,使得后端做处理及分析的信号品质能够更为精确。本研究所设计的脑电信号检测芯片包含了基于斩波技术的差分差值放大器(CHSDDA)、带通滤波电路、工频陷波电路、增益调整电路、两相一个非重叠时钟产生电路和电压基准等电路。用于研究脑电检测的专用芯片的文献中尚未见有将工频陷波电路和前端的信号放大电路集成于同一芯片中,故此为本课题的一个创新之处。电路中将工频陷波电路和前端的信号放大电路集成于同一芯片中,增加前端信号处理对工频抑制,提高脑电信号检测的质量。整个电路设计的流程采用全定制设计方式(Full-Custom Design),工艺模型库采用CSMC的0.6um CMOS 2P2M。为验证所规划的架构能满足脑电信号处理的需求,所设计的电路皆经Cadence Spectre工具模拟仿真确认,符合规格。经本研究的实验证明,将本系统集成化确实可行,并可达到缩小体积、使用方便等优点。