[发明专利]一种视觉假体中微电流刺激驱动电路

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种视觉假体中微电流刺激驱动电路，适用于电源领域。

背景技术

失明是影响人类生活质量最严重的一种残疾。为了延缓甚至治疗视觉系统的疾病，使盲人的视力得到一定的恢复，近年来全世界科学家正在致力于研究、探索用视觉假体替代视网膜功能来修复视觉功能的有效手段。视觉假体技术属于功能电刺激的一种，是一种实现视觉修复的人工装置，主要包括体外信息收集部分和信号处理部分以及体内神经刺激器与电极部分。体内与体外部分通过射频无线传输进行信号与能量传递。首先，信号收集部分采集图像信息，将该信息传递至信号处理部分，经过处理、编码成电信号，再通过无线传输方式传送到体内植入部件，产生电脉冲刺激视觉神经系统以产生视觉。通过刺激失明患者视觉系统中仍有部分功能的神经组织的方法，帮助盲人重新获得有意义的视觉，改善患者的生活。植人刺激电路是视觉假体的核心部件。

发明内容

本发明提供一种视觉假体中微电流刺激驱动电路，电路具有一定的数据检错能力，提高了电流匹配度，而且提供了较高的输出阻抗，工作稳定，适应性较好，功耗较低，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

本发明所采用的技术方案是：

视觉假体中微电流刺激驱动电路由单位电流镜电路、正负电流脉冲产生电路、电极数字控制电路组成。

所述单位电流镜电路采用共源共栅( cascade)结构，用2n-1个共源共栅结构实现MSB位电流输出，而LSB位则仅用一个共源共栅结构。cascade结构可以增大电流源的输出电阻，减小输出节点处电压波动对电流源的影响。其中，rds1、rds2分别为串联的两个P管M1、M2的输出

电阻，gM1为与电源相连的P管M1的跨导。

所述正负向电流脉冲产生电路中，DAC产生的电流为正向电流(Io+ )。首先，直接通过NMOS管M1～M6组成的共源共栅电流镜产生负向电流(I0-)，其次，通过NMOS管M7～M10组成的共源共栅电流镜产生负向电流，并将其传送至PMOS管M11～M16组成的共源共栅电流镜以产生正向电流。数字控制提供两个控制信号(S1和S2)，分别用于控制正向与负向电流脉冲的产生。

所述数字控制部分的电路采用每个DAC驱动8个电极，8个DAC驱动电路，这样总共驱动64个电极。AO～A7为8个DAC驱动电路的输入，PINA0～PINA7为电极负向电流选通开关信号，PINB0～PINB7为电极正向电流选通开关信号，总共128个开关。系统在时钟CLK的控制下对数据帧DATA进行实时检测。数据帧中包含帧头H、每个电极的电流幅度(9位)、持续时间(9位)等信息，当检测到数据帧头H时系统利用移位寄存器将数据帧中除帧头以外的数据部分移位存储在系统中，并且对其分组输出。接下来在时序控制逻辑的协调下，分别对每组数据进行后续的控制操作(由多路选择器控制实现)。

本发明的有益效果是：电路具有一定的数据检错能力，提高了电流匹配度，而且提供了较高的输出阻抗，工作稳定，适应性较好，功耗较低，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的单位电流镜电路。

图2是本发明的正负电流脉冲产生电路。

图3是本发明的数字控制电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，单位电流镜电路采用共源共栅(cascade)结构，用2n-1个共源共栅结构实现MSB位电流输出，而LSB位则仅用一个共源共栅结构。cascade结构可以增大电流源的输出电阻，减小输出节点处电压波动对电流源的影响。其中，rds1、rds2分别为串联的两个P管M1、M2的输出电阻，gM1为与电源相连的P管M1的跨导。

如图2, 正负向电流脉冲产生电路中，DAC产生的电流为正向电流(Io+ )。首先，直接通过NMOS管M1～M6组成的共源共栅电流镜产生负向电流(I0-)，其次，通过NMOS管M7～M10组成的共源共栅电流镜产生负向电流，并将其传送至PMOS管M11～M16组成的共源共栅电流镜以产生正向电流。数字控制提供两个控制信号(S1和S2)，分别用于控制正向与负向电流脉冲的产生。

如图3，数字控制部分的电路采用每个DAC驱动8个电极，8个DAC驱动电路，这样总共驱动64个电极。AO～A7为8个DAC驱动电路的输入，PINA0～PINA7为电极负向电流选通开关信号，PINB0～PINB7为电极正向电流选通开关信号，总共128个开关。系统在时钟CLK的控制下对数据帧DATA进行实时检测。数据帧中包含帧头H、每个电极的电流幅度(9位)、持续时间(9位)等信息，当检测到数据帧头H时系统利用移位寄存器将数据帧中除帧头以外的数据部分移位存储在系统中，并且对其分组输出。接下来在时序控制逻辑的协调下，分别对每组数据进行后续的控制操作(由多路选择器控制实现)。