Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας
Η ανίχνευση των δυναμικών δραστηριότητας συμβάλλει στη μείωση των δεδομένων προς αποστολή από ένα εμφυτεύσιμο σύστημα ασύρματης καταγραφής της νευρωνικής δραστηριότητας ενός ζώντα οργανισμού. Η παρούσα Mεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία έχει ως στόχο την σχεδίαση ενός ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητα...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2013
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/6435 |
| id |
nemertes-10889-6435 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-64352022-09-05T11:17:23Z Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας Δεμαρτίνος, Ανδρέας - Χρήστος Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος Οικονόμου, Γεώργιος Βλάσσης, Σπυρίδων Demartinos, Andreas - Christos Αναλογικά κυκλώματα χαμηλής τάσης Φίλτρα συμπίεσης/αποσυμπίεσης Βιοϊατρικές εφαρμογές Μη-γραμμικός τελεστής ενέργειας Low-voltage analog circuits Companding filtering Biomedical applications Nonlinear energy operator 621.381 5 Η ανίχνευση των δυναμικών δραστηριότητας συμβάλλει στη μείωση των δεδομένων προς αποστολή από ένα εμφυτεύσιμο σύστημα ασύρματης καταγραφής της νευρωνικής δραστηριότητας ενός ζώντα οργανισμού. Η παρούσα Mεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία έχει ως στόχο την σχεδίαση ενός ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας σε νευρωνικές κυματομορφές ικανό να λειτουργεί σε περιβάλλον χαμηλής τάσης τροφοδοσίας για την επίτευξη μειωμένης κατανάλωσης ισχύος. Για το σκοπό αυτό, προτείνεται η σχεδίαση συστημάτων στο πεδίο του λογαρίθμου με τη χρήση MOS τρανζίστορ που είναι πολωμένα στην περιοχή υποκατωφλίου. Αρχικά, μελετώνται τα φυσικά χαρακτηριστικά των δυναμικών δραστηριότητας, δηλαδή το συχνοτικό τους περιεχόμενο και το σχήμα τους στο πεδίο του χρόνου. Επίσης, παρουσιάζεται ο μη-γραμμικός τελεστής ενέργειας και ο λόγος για τον οποίο αυτός καθίσταται σημαντικός στην επεξεργασία νευρωνικών σημάτων. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι βασικές αρχές για τη σχεδίαση κυκλωμάτων στο πεδίο του λογαρίθμου. Ακόμα, κάνοντας χρήση των βασικών δομικών μονάδων του λογαριθμικού πεδίου, των μη-γραμμικών διαγωγών Ε Cells, υλοποιούνται τόσο οι συμπληρωματικοί τελεστές όσο και οι δομές επεξεργασίας σήματος που είναι απαραίτητες για την πραγματοποίηση του μη-γραμμικού τελεστή ενέργειας. Οι δομές αυτές είναι διαφοριστές και πολλαπλασιαστές τεσσάρων τεταρτημορίων τρόπου ρεύματος. Τέλος, δίνεται η ολοκλήρωση του συστήματος με την σχεδίαση ενός συγκριτή ρεύματος που επιτελεί την λειτουργία της κατωφλιοποίησης. Για την εξομοίωση του συστήματος, χρησιμοποιείται μια νευρωνική κυματομορφή, το Analog Design Environment του λογισμικού Cadence και οι παράμετροι της τεχνολογίας TSMC 130nm. The detection of action potentials contributes to the reduction of data to be transmitted by an implantable wireless neural activity recording system. The goal of the present M.Sc. Τhesis is the design of an action potential detector capable of operating in a low-voltage environment, in order to achieve reduced power dissipation. For this purpose, the log-domain designing technique is suggested by using MOS transistors operating in the subthreshold region. Initially, the physical characteristics of action potentials are studied, i.e. the frequential content and time-domain shape. Moreover, the nonlinear energy operator is presented in addition to the reason that makes this system crucial for neural signal processing. Thereafter, the basic principles of designing log-domain circuits are presented. Furthermore, the complementary operators as well as the signal processing blocks that are necessary for the realization of NEO are implemented by using the main log-domain building units, the nonlinear transconductors E cells. The blocks required for the NEO implementation are current-mode differentiators and four-quadrant multipliers. Finally, the complete system is given after the design of a current comparator which is responsible for the operation of thresholding. The simulation of the system has been performed through the utilization of the Analog Design Environment of Cadence software and the design kit of TSMC 130nm process in addition to a neural waveform. 2013-10-14T09:39:22Z 2013-10-14T09:39:22Z 2013-07-10 2013-10-14 Thesis http://hdl.handle.net/10889/6435 gr Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Αναλογικά κυκλώματα χαμηλής τάσης Φίλτρα συμπίεσης/αποσυμπίεσης Βιοϊατρικές εφαρμογές Μη-γραμμικός τελεστής ενέργειας Low-voltage analog circuits Companding filtering Biomedical applications Nonlinear energy operator 621.381 5 |
| spellingShingle |
Αναλογικά κυκλώματα χαμηλής τάσης Φίλτρα συμπίεσης/αποσυμπίεσης Βιοϊατρικές εφαρμογές Μη-γραμμικός τελεστής ενέργειας Low-voltage analog circuits Companding filtering Biomedical applications Nonlinear energy operator 621.381 5 Δεμαρτίνος, Ανδρέας - Χρήστος Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας |
| description |
Η ανίχνευση των δυναμικών δραστηριότητας συμβάλλει στη μείωση των δεδομένων προς αποστολή από ένα εμφυτεύσιμο σύστημα ασύρματης καταγραφής της νευρωνικής δραστηριότητας ενός ζώντα οργανισμού. Η παρούσα Mεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία έχει ως στόχο την σχεδίαση ενός ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας σε νευρωνικές κυματομορφές ικανό να λειτουργεί σε περιβάλλον χαμηλής τάσης τροφοδοσίας για την επίτευξη μειωμένης κατανάλωσης ισχύος. Για το σκοπό αυτό, προτείνεται η σχεδίαση συστημάτων στο πεδίο του λογαρίθμου με τη χρήση MOS τρανζίστορ που είναι πολωμένα στην περιοχή υποκατωφλίου.
Αρχικά, μελετώνται τα φυσικά χαρακτηριστικά των δυναμικών δραστηριότητας, δηλαδή το συχνοτικό τους περιεχόμενο και το σχήμα τους στο πεδίο του χρόνου. Επίσης, παρουσιάζεται ο μη-γραμμικός τελεστής ενέργειας και ο λόγος για τον οποίο αυτός καθίσταται σημαντικός στην επεξεργασία νευρωνικών σημάτων.
Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι βασικές αρχές για τη σχεδίαση κυκλωμάτων στο πεδίο του λογαρίθμου. Ακόμα, κάνοντας χρήση των βασικών δομικών μονάδων του λογαριθμικού πεδίου, των μη-γραμμικών διαγωγών Ε Cells, υλοποιούνται τόσο οι συμπληρωματικοί τελεστές όσο και οι δομές επεξεργασίας σήματος που είναι απαραίτητες για την πραγματοποίηση του μη-γραμμικού τελεστή ενέργειας. Οι δομές αυτές είναι διαφοριστές και πολλαπλασιαστές τεσσάρων τεταρτημορίων τρόπου ρεύματος.
Τέλος, δίνεται η ολοκλήρωση του συστήματος με την σχεδίαση ενός συγκριτή ρεύματος που επιτελεί την λειτουργία της κατωφλιοποίησης. Για την εξομοίωση του συστήματος, χρησιμοποιείται μια νευρωνική κυματομορφή, το Analog Design Environment του λογισμικού Cadence και οι παράμετροι της τεχνολογίας TSMC 130nm. |
| author2 |
Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος |
| author_facet |
Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος Δεμαρτίνος, Ανδρέας - Χρήστος |
| format |
Thesis |
| author |
Δεμαρτίνος, Ανδρέας - Χρήστος |
| author_sort |
Δεμαρτίνος, Ανδρέας - Χρήστος |
| title |
Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας |
| title_short |
Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας |
| title_full |
Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας |
| title_fullStr |
Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας |
| title_full_unstemmed |
Σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας |
| title_sort |
σχεδίαση ανιχνευτή δυναμικών δραστηριότητας για λειτουργία σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας |
| publishDate |
2013 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/6435 |
| work_keys_str_mv |
AT demartinosandreaschrēstos schediasēanichneutēdynamikōndrastēriotētasgialeitourgiasechamēlētasētrophodosias |
| _version_ |
1771297202692423680 |
