一种慢波神经信号放大电路的制作方法

本申请涉及集成电路，特别是涉及一种慢波神经信号放大电路。

背景技术：

1、长期以来，脑科学研究一直是生物科学的重点研究领域。近年来，许多研究开始集中在脑电信号分析方法上，以了解大脑活动、恢复大脑的工作机制。随着神经科学、生物材料、传感器、大数据、人工智能等多学科多领域的繁荣发展，脑机接口技术进入了一个高速发展时代。脑机接口技术为大脑和外部的交流、信息传递和控制建立了一种新型途径。脑机接口技术将大脑和外部设备直接连接，不依赖于肌肉或者其他传输神经，建立了神经组织和实体设备之间的交互桥梁，从而实现脑电信号的控制、监测、编辑、修改等作用。

2、在传统的脑机接口技术中的信号采集过程中，采用跨接在输入端和输出端的伪电阻，来为电路提供高通截止频率，但电路中的放大单元会将信号放大，因此会导致跨接在输入端和输出端的伪电阻两端电压相差很大，造成伪电阻在采集过程中阻抗下降；同时，由于伪电阻的阻抗是根据两端的端电压决定，且非常敏感，因此，在信号采集电路中使用跨接在输入端和输出端的较低阻抗的伪电阻，不利于采集慢波神经信号。

3、针对相关技术中存在信号采集电路中使用跨接在输入端和输出端的较低阻抗的伪电阻，不利于采集慢波神经信号的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、在本实施例中提供了一种慢波神经信号放大电路，以解决相关技术中信号采集电路中使用跨接在输入端和输出端的伪电阻，不利于采集慢波神经信号的问题。

2、第一个方面，在本实施例中提供了一种慢波神经信号放大电路，所述信号放大电路包括滤波单元和放大单元，所述滤波单元包括电容和伪电阻；

3、所述电容的一端作为信号输入端，所述电容的另一端与所述伪电阻的第一端连接，所述电容的另一端还与所述放大单元的输入端连接，所述电容将输入信号耦合至所述放大单元，所述放大单元的输出端作为信号输出端；

4、所述伪电阻的第二端连接共模电压，所述伪电阻的第一端与所述放大单元的输入端连接，所述伪电阻为所述放大单元提供偏置电压；所述伪电阻的第一端和第二端的电压值相同；

5、通过设置所述伪电阻的阻抗值，使得所述滤波单元的滤波截止频率达到目标值，得到滤波信号，并通过所述放大单元对所述滤波信号进行放大。

6、在其中的一些实施例中，所述放大单元包括放大器和采集器；所述放大器和所述采集器连接；

7、所述放大单元的一端与所述电容的另一端连接，所述放大单元的另一端作为信号输出端；

8、所述放大器的输入端与所述电容的另一端连接，所述采集器的输出端作为信号输出端；所述放大单元通过放大器放大输入信号的差值，并通过所述采集器提取共模电位以形成共模反馈。

9、在其中的一些实施例中，所述信号放大电路还包括反馈单元；

10、所述反馈单元的一端与所述放大单元的输出端连接，所述反馈单元的另一端与所述放大单元的输入端连接；

11、所述反馈单元将所述放大单元的输出电压反馈至所述放大单元的输入端。

12、在其中的一些实施例中，所述信号放大电路还包括：阻抗提升单元；

13、所述阻抗提升单元的一端与所述放大单元的输出端连接，所述阻抗提升单元的输出端与所述电容的输入端连接；

14、所述阻抗提升单元通过正反馈网络提高所述慢波神经信号放大电路的输入阻抗。

15、在其中的一些实施例中，所述信号放大电路还包括：模数转换单元；

16、所述模数转换单元的输入端与所述放大单元的输出端连接；

17、所述模数转换单元的输入端接收所述放大单元输出的模拟信号，并将模拟信号转化为数字信号。

18、在其中的一些实施例中，所述滤波单元包括多个伪电阻，多个所述伪电阻的第三端互相连接。

19、在其中的一些实施例中，所述放大单元为全差分放大器。

20、在其中的一些实施例中，所述信号放大电路还包括控制单元，所述控制单元与所述滤波单元连接，所述控制单元用于对所述伪电阻进行复位。

21、第二个方面，在本实施例中提供了一种慢波神经信号处理设备，所述慢波神经信号处理设备包括信号采集电极和如第一个方面中所述的慢波神经信号放大电路，所述信号采集电极和慢波神经信号放大电路连接。

22、与相关技术相比，在本实施例中提供的一种慢波神经信号放大电路，通过将伪电阻两端分别连接在放大器电路的输入端，使得伪电阻两端信号的波动更小，带来的伪电阻的阻抗更稳定，进而根据稳定的伪电阻阻抗和放大单元对慢波神经信号进行滤波和放大，提高了采集慢波神经信号的带宽，进而有利于采集慢波神经信号，解决了传统信号采集装置中伪电阻的阻抗较低的问题。

23、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述信号放大电路包括滤波单元和放大单元，所述滤波单元包括电容和伪电阻；

2.根据权利要求1所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述放大单元包括放大器和采集器；所述放大器和所述采集器连接；

3.根据权利要求1所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述信号放大电路还包括反馈单元；

4.根据权利要求2所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述信号放大电路还包括：阻抗提升单元；

5.根据权利要求1所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述信号放大电路还包括：模数转换单元；

6.根据权利要求1所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述滤波单元包括多个伪电阻，多个所述伪电阻的第三端互相连接。

7.根据权利要求1所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述放大单元为全差分放大器。

8.根据权利要求1所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述伪电阻为场效应管。

9.根据权利要求1所述的慢波神经信号放大电路，其特征在于，所述信号放大电路还包括控制单元，所述控制单元与所述滤波单元连接，所述控制单元用于对所述伪电阻进行复位。

10.一种慢波神经信号处理设备，其特征在于，所述慢波神经信号处理设备包括信号采集电极和如权利要求1至权利要求9中任一项所述的慢波神经信号放大电路，所述信号采集电极和慢波神经信号放大电路连接。

技术总结
本申请涉及一种慢波神经信号放大电路，其中，该慢波神经信号放大电路包括：滤波单元和放大单元，滤波单元包括电容和伪电阻；电容的一端作为信号输入端，电容的另一端与伪电阻的第一端以及放大单元的输入端连接，电容将输入信号耦合至放大单元；伪电阻的第二端连接共模电压，伪电阻的第一端与放大单元的输入端连接，为放大单元提供偏置电压；通过设置伪电阻的阻抗值，使得滤波单元的滤波截止频率达到目标值，得到滤波信号，并对滤波信号进行放大。通过本申请，解决了在传统的脑机接口信号采集电路中使用跨接在输入端和输出端的伪电阻的阻抗不稳定的问题，通过采用输入偏置的方法，大幅降低了高通截止频率，有利于慢波神经信号的采集。

技术研发人员：唐弢,徐正杰,魏依娜,冯琳清,李阳志,童炘垚,凌伟,刘峻琛,张秀
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16