生物电信号在人体健康监测中具有重要作用。本综述系统考察了用于采集脑电图（EEG）、皮层电图（ECoG）、心电图（ECG）、眼电图（EOG）和肌电图（EMG）的前端电路与系统，重点分析电极阻抗、噪声抑制、共模干扰、基线漂移、射频干扰、低功耗与能量收集等关键设计考量和挑战。文章进一步梳理了相关先进生物传感器、商用模拟前端器件和可穿戴消费...
本文提出一种适用于逐次逼近寄存器模数转换器（SAR ADC）的 9–10 位可调且低功耗切换方案，该方案具有 1 LSB 共模电压变化。基于电容分裂技术和共模转换技术，所提方案在完整参考电压切换过程中同时切换正电容阵列与负电容阵列对应电容的参考电压，并使每个电容的参考电压变化不超过两种电压，从而降低电路复杂度并实现仅 1 LSB 的...
本文提出一种面向生物传感器应用的混合节能、面积高效且低复杂度的逐次逼近模数转换器（SAR ADC）切换方案。该方案结合单调切换技术、最高有效位（MSB）电容分割技术以及新的参考电压切换方法，利用 MSB 电容分割和辅助参考电压 Vaq 增加参考电压转换选择，从而提高面积节省和能效。在电容阵列中，除第二次比较和最后两次比较外，电路在所...
本文提出一种面向可穿戴生物传感器应用的低功耗逐次逼近寄存器模数转换器（SAR ADC），采用电容分裂、附加参考电压 Vcm 与共模技术实现节能切换方案。与传统方案相比，该方案在仅 1 LSB 共模电压偏移条件下，使电容阵列切换能量降低 93.76%，并降低了对 Vcm 精度、数字控制逻辑和 DAC 驱动电路复杂度的依赖。该 SAR ...
本文提出一种兼顾能效与分辨率可重构性的 DAC 切换方案，并将其应用于生物传感器前端。该方案通过改进二进制加权电容 DAC 的参考电压切换方式，在 8 位、9 位和 10 位模式下分别实现 93.8%、96.1% 和 97.3% 的切换能量节省。基于该方案，作者设计了一款 100 kS/s、8–10 位分辨率可重构的 SAR ADC...
本文提出一种面向生物传感器应用的低功耗模拟存内处理器（PIM）卷积神经网络（CNN）片上实现。该 CNN 作为生物传感器中的片上器件，由 32×32 材料阵列构成；当样品滴加到生物传感器上时，不同疾病引起电流变化，模拟前端检测电流并经 ADC 数字化后作为 CNN 输入特征。系统采用 10T SRAM 模拟 PIM 执行乘累加（MA...
近年来，表面肌电（EMG）信号受到广泛关注，可用于分析肌肉活动或评估患者肌肉状态。然而，商用表面 EMG 系统价格昂贵且功耗较高。因此，本文旨在实现一种支持高采样和超低功耗测量的表面 EMG 采集系统。本文对 EMG 采集电路的各部分进行了分析与优化，并将微控制器（MCU）与低功耗蓝牙（BLE）相结合。在 MCU 省电方法方面，系统...
本文报道了一种用于降低脉搏计功耗的有机光电脉搏计新设计。研究在同一玻璃基底上单片集成了红色（625 nm）有机发光二极管（OLED）和有机光电二极管（OPD），并比较两种相反布局：中心圆形OLED被环形OPD包围，以及中心圆形OPD被环形OLED包围。OLED和OPD在625 nm处外量子效率分别约为7%和37%。器件采用反射式模式...
表面肌电（sEMG）是一种无创测量骨骼肌电活动的方法，但现有系统难以实时监测、处理速度慢且功耗高，不适合无线医疗。本文提出一种基于模拟压缩感知（CS）的可穿戴无线 sEMG 生物传感器架构，包含三个新算法。发射端在模数转换（ADC）前采用两个算法实现模拟压缩：利用随机感知矩阵对稀疏 sEMG 进行随机线性测量，并通过 Gilbert...