Design of front-end circuits for a hip implant IC
Kalça implantı tümleşik devresi için ön uç devrelerin tasarımı
- Tez No: 690432
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Modern CMOS teknolojileri, biyomedikal uygulamalar için düşük güçlü ve kompakt yerleştirilebilir cihazların tasarımına imkan verir. MEMS ve CMOS teknolojilerini birleştiren bir kalça implantı entegre devresi için bir ön uç devre tasarımı sunulmaktadır. İmplantın durumu, sorunları daha erken tespit etmek için sıcaklık ve akustik özellikleri açısından izlenir. 30°C ve 60°C arasında 1°C hassasiyete sahip sıcaklık ölçümleri için bir sıcaklık sensörü mutlak sıcaklıkla orantı yöntemine dayalı birinci dereceden bir Σ-Δ modülatörle, 0.18µm CMOS teknolojisinde diyotlar kullanılarak tasarlanmıştır. Ayarlanabilir bir tam ölçekli sıcaklık aralığı elde etmek için matematiksel bir ekstrapolasyon formülü metal-yalıtkan-metal kapasitörlerinin kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Benzer çalışmalara kıyasla daha küçük tam ölçekli aralık, güç ve karmaşıklık açısından uygun maliyetli tasarımla sonuçlanır. Dinamik eleman eşleştirme ve otomatik sıfırlama, hatayı en aza indirmede önemli bir rol oynar. Bir akustik sensör, bir MEMS diferansiyel kapasitif sensörden yararlanarak 1-2 kHz'e kadar olan ses sinyallerini algılamak için tasarlanmıştır. Sıcaklık sensöründeki yönteme dayalı ikinci dereceden Σ-Δ modülatörleri uygulanır. Ayrık ve sürekli sistemler güç tüketimi açısından karşılaştırılır. En iyi genel tasarımı elde etmek için farklı örneksel sayısal çeviriciler analiz edilir.
Özet (Çeviri)
Modern CMOS technologies enable the design of low power and compact implantable devices for biomedical applications. In this thesis, a design of front-end circuits for a hip implant IC is presented, which combines MEMS and CMOS technologies. The condition of the implant is monitored in terms of its temperature and acoustic properties to detect problems earlier. A temperature sensor for temperature measurements between 30°C and 60°C with 1°C sensitivity is designed by utilizing diodes in 0.18µm CMOS technology with a first-order Σ-Δ modulator based on the PTAT method. A mathematical extrapolation formula is realized by the use of MIM capacitors to obtain an adjustable full-scale temperature range. Smaller full-scale range compared to similar studies results in cost-effective design in terms of power and complexity. Dynamic element matching and autozeroing play an important role in minimizing error. An acoustic sensor is designed to detect audio signals up to 1-2kHz by exploiting a MEMS differential capacitive sensor. Second-order Σ-Δ modulators based on the method in the temperature sensor are implemented. Discrete and continuous systems are compared in terms of power consumption. Different ADCs are analyzed to obtain the best overall design.
Benzer Tezler
- Kapasitans ölçümleri için elektronik devre tasarımlarının incelenmesi
Investigation of electronic circuit designs for capacitance measurements
MEHMET DEMİRTAŞ
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH GÜNEŞ
PROF. DR. MEHMET AKİF ERİŞMİŞ
- Genel amaçlı biopotansiyel kuvvetlendirici
General purposes biomedical signal amplifying
CEYHUN SEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET KORÜREK
- Four-element phased-array beamformers and a self-interference canceling full-duplex transceiver in 130-nm sige for 5G applications at 26 GHz
26 GHz 5G uygulamaları için 130-nm sige teknolojisiyle dört-kanallı faz-dizili hüzmeleyici ve özgirişim kaldıran tam dubleks alıcı/verici geliştirilmesi
İLKER KALYONCU
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- A design of sub-mW-power 2.4 GHz CMOS cascode low noise amplifier with high linearity
Yüksek doğrusallığa sahip mW altı güç ile çalışan 2.4 GHz CMOS kaskod düşük gürültülü kuvvetlendirici
DİDEM EROL AS
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN
- Field programmable analog array design for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için alan programlanabilir analog dizi tasarımı
COŞKUN ÇÖMLEKÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FAİK BAŞKAYA