Low power highly programmable analog front-end for 12-channel fully implantable cochlear implants
Tamamen implante edilebilen 12 kanallı koklear ımplantlar için yüksek programlanabilirlik ve düşük güç tüketimli analog ön-uç devresi
- Tez No: 714963
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK KÜLAH
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Koklear implantlar, sensörinöral işitme kaybı olan bireyler için en yaygın tedavi seçeneğidir. Ancak koklear implantların fonksiyonel başarısına rağmen, hastalar cihazın estetiği ve pratikliği konusunda endişe duymaktadır. Öte yandan, tamamen implante edilebilir koklear implant sistemleri bir akustik sensör ve arayüz entegre devresi kullanarak implantın dış bileşenlerini ortadan kaldırıp bu dezavantajların üstesinden gelmek için umut inverici bir geleceğe sahiptir. Yüksek kaliteli bir işitme elde etmek için, arayüz entegre devresi akustik sensör tarafından yakalanan ses dalgalarını frekans bileşenlerine etkili bir şekilde ayrıştırmalı, kişiselleştirilmiş tedavi adına sistem parametreleri için programlanabilirlik ve pil ömrünün uzatılması için düşük güç tüketimi sağlamalıdır. Bu tezde, 12 kanallı tamamen implante edilebilir bir koklear implant sisteminin akustik sensörüyle arayüz oluşturmak için düşük güçlü, düşük gürültülü, yüksek düzeyde programlanabilir bir analog ön uç devresi tasarlanmıştır. İlk olarak, analog ön uç devresinin bir parçası olarak düşük güçlü, yüksek düzeyde programlanabilir ikinci derece Gm-C bant geçiren filtre tasarlanmış ve uygulanmıştır. Filtrenin merkez frekansı 200-6000 Hz aralığında ve filtrenin kalite faktörü 1-3 aralığında programlanabilmektedir. Filtre 950 Hz rezonans frekansında sadece 13,2 nW tüketmektedir ve literatürdeki analog bant geçiren filtrelerle kıyaslandığında en iyi performans metriklerinden birine ulaşmaktadır. Ardından, 12 kanallı tamamen implante edilebilir bir koklear implant sisteminin akustik sensörü ile arayüz oluşturmak için tüm bir arayüz elektroniği tasarlanmıştır. Tasarlanan analog ön uç devresi 85-6500 Hz aralığını kapsayabilmekte ve sesi 12 kanal ile filtreleyebilmektedir. Daha iyi işitme algısı için kanala özel programlanabilirlik sağlamakta ve sadece 9,03 μW güç tüketmektedir. Bu değer, 12 kanallı tamamen implante edilebilir koklear implant sisteminin toplam güç tüketiminin yaklaşık 1.3%'ü kadardır.
Özet (Çeviri)
Cochlear implants are the most common treatment option for individuals with sensorineural hearing loss. However, despite the functional success, the patients have concerns about the aesthetics and practicality of the device. Fully implantable cochlear implants (FICI), on the other hand, have a promising future to overcome these drawbacks by replacing the external components with an acoustic sensor and interface electronics. To achieve a high quality of hearing, the interface electronics should effectively decompose sound waves captured by the acoustic sensor into the frequency components while providing controllability of system parameters for personalized treatment and achieving low power consumption for the extension of battery life. In this thesis, a low-power low-noise highly-programmable analog front-end circuit has been designed to interface with the acoustic sensor of a 12-channel FICI. First, a low-power highly-tunable biquadratic Gm-C bandpass filter has been designed and implemented as a part of the analog front-end. The center frequency and quality factor of the filter can be programmed between 200-6000 Hz and 1-3, respectively while consuming only 13.2 nW at 950 Hz. The filter achieved one of the best figure-of-merit compared to the analog bandpass filters in the literature. Next, a complete analog front-end circuit to interface with the acoustic sensor of a 12-channel FICI system has been designed. The system can cover 85-6500 Hz and filter sound by 12 channels while providing channel-specific programmability for better speech perception and consuming only 9.03 μW which is about 1.3% of the overall power consumption of the 12-channel FICI circuit.
Benzer Tezler
- Low-power low-noise highly programmable digital accelerometer readout for high performance MEMS accelerometers
Yüksek performanslı MEMS ivmeölçerler için düşük güç tüketimli düşük gürültülü kapsamlı programlanabilir okuma sistemi tasarımı
BERK ENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- A low-power capacitive integrated CMOS readout circuitry for high performance MEMS accelerometers
Yüksek performanslı MEMS ivmeölçerler için düşük güç tüketimli kapasitif tümleşik CMOS okuma devresi
OSMAN SAMET İNCEDERE
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Programlanabilir lojik kontrolörler ve bir konum kontrolü uygulaması
Programmable logic controllers and an application of position control
ŞENİZ CEYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. EMİN TACER
- FPGA üzerinde HYSA ve HYSA'ya özel öğrenme algoritmalarının birlikte gerçeklenmesi
Implementation of CNN and CNN specific learning algorithms on FPGA
ERDEM KÖSE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Realization of low power, highly linear roic with current mode TDI for long wave infrared detectors
Uzun dalga boyu kızılötesi dedektör için akım modlu TDI ile düşük güçlü yüksek doğrusallıkta entegre okuma devresinin gerçekleştirilmesi
MELİK YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ