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首页> 外文会议>Biomedical Circuits and Systems Conference, 2009. BioCAS 2009 >Wide dynamic range front-end amplifier for cell recording with microelectrode arrays
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Wide dynamic range front-end amplifier for cell recording with microelectrode arrays

机译：具有微电极阵列的细胞记录的宽动态范围前端放大器

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In a cell recording system, characteristics of the cell and microelectrode array (MEA) interface impose challenging requirements on the design of front-end amplifier with regard to input-referred noise, linearity, dynamic range (DR), input impedance, pitch size and differential electrode offset (DEO) cancellation. Previous front-end amplifier designs for cell recording demonstrated 2~7μVrms input referred noise and about 1% total harmonic distortion (THD) for dozens of mVpp input signal, which corresponds to about 60dB DR. However, front-end with wider DR is needed for many new cellular applications. This paper reports the design of a new wide DR front-end amplifier which uses chopping to suppress the noise, and a new current feedback scheme to improve the linearity. The new design is implemented in a 0.35μm CMOS process. SPICE simulation shows that the new amplifier achieves THD lower than −70dB with 20mVpp input signal and 0.75μVrms input-referred noise. For local field potentials (<200Hz), the DR extends to 80dB. The new amplifier has more than 0.62GΩ input impedance at 20 kHz and consumes 20μW power.
机译：在细胞记录系统中，细胞和微电极阵列（MEA）接口的特性对前端放大器的设计提出了具有挑战性的要求，涉及输入参考噪声，线性，动态范围（DR），输入阻抗，间距大小和差分电极偏移（DEO）消除。以前用于单元记录的前端放大器设计展示了2〜7μV rms 输入参考噪声和数十mV pp 输入信号的约1％的总谐波失真（THD）。对应约60dB的DR。但是，许多新的蜂窝应用程序都需要具有更大DR的前端。本文报告了一种新的宽DR前端放大器的设计，该放大器使用斩波来抑制噪声，并采用了一种新的电流反馈方案来改善线性度。新设计采用0.35μmCMOS工艺实现。 SPICE仿真显示，新放大器在20mV pp 输入信号和0.75μV rms 输入参考噪声的情况下，其THD低于-70dB。对于局部场电势（<200Hz），DR扩展到80dB。新型放大器在20 kHz时的输入阻抗超过0.62GΩ，功耗为20μW。

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