[发明专利]一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片、系统及方法

权利要求书

1.一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片，其特征在于，包括：

时钟复位管理模块，其用于为所述检测单芯片产生不同分频时钟与复位信号；及

接口UART通讯模块，其用于分别通过工作模式配置寄存器和功能参数配置寄存器对神经电生理信号采集模块的工作模式和低噪声处理模块的功能参数进行相应配置；

所述神经电生理信号采集模块，用于在相应工作模式下采集皮下组织或皮肤处的神经电生理模拟信号；所述低噪声处理模块，用于接收神经电生理模拟信号并对其进行滤波放大处理，并传送至分时复用ADC电路模块转化为神经电生理数字信号；及

射频发送模块，用于将神经电生理数字信号设置成帧且调制成序列载波，再经辐射天线辐射出去；

所述分时复用ADC电路模块与射频发送模块之间还串接有数字与射频隔离环路，所述射频隔离环路用于对神经电生理数字信号进行噪声隔离，并将隔离噪声后的神经电生理数字信号传送至射频发送模块；

所述神经电生理信号采集模块包括多检测位点植入MEMS电生理信号检测探针阵列，其用于采集皮下组织的神经电生理模拟信号；及

Ag/AgCl干电极，其用于感知皮肤处的神经电生理模拟信号；

低噪声处理模块包括低噪声斩波放大器和低噪声运算放大器，所述低噪声斩波放大器用于对皮肤处的uV与mV级微弱信号进行放大，消除掉低频闪烁噪声与输入的失调；所述低噪声运算放大器，用于放大带通滤波组织细胞外神经动作电位；低噪声斩波放大器包括高增益高跨导放大器，以及中频增益稳定环路和输入阻抗提高环路，高增益高跨导放大器的输入端设置有第一斩波开关，在高增益高跨导放大器的输出端设置有第二斩波开关，第二斩波开关的两端还并联有纹波抑制环路，所述纹波抑制环路包括串联连接的跨导器、积分器和第三斩波开关；低噪声运算放大器包括两个串联连接的运算放大器，每个运算放大器的正输入端和负输出端，以及负输入端和正输出端均并联有RC支路；

所述数字化无线神经电生理信号检测单芯片还包括系统功耗节约管理模块，所述系统功耗节约管理模块与低噪声处理模块相连，用于关闭与使能信号放大滤波处理通道，以降低系统不同工作模式时的能耗。

2.如权利要求1所述的一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片，其特征在于，射频发送模块还偏置电压产生模块和偏置电流产生模块分别相连，所述偏置电压产生模块和偏置电流产生模块分别用于为射频发送模块产生偏置电压和偏置电流。

3.如权利要求1所述的一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片，其特征在于，所述神经电生理信号采集模块还与多路选择器相连，所述多路选择器用于为神经电生理信号采集模块所采集的神经电生理模拟信号提供多通道切换分时检测。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的数字化无线神经电生理信号检测单芯片的工作方法，其特征在于，包括：

数字化无线神经电生理信号检测单芯片上电，时钟复位管理模块为所述检测单芯片产生不同分频时钟与复位信号；

利用接口UART通讯模块分别通过工作模式配置寄存器和功能参数配置寄存器对神经电生理信号采集模块的工作模式和低噪声处理模块的功能参数进行相应配置；

神经电生理信号采集模块在相应工作模式下采集皮下组织或皮肤处的神经电生理模拟信号并传送至低噪声处理模块进行滤波放大处理；滤波放大处理后的神经电生理模拟信号经分时复用ADC电路模块转化为神经电生理数字信号；

射频发送模块将神经电生理数字信号设置成帧且调制成序列载波，再经辐射天线辐射出去。

5.如权利要求4所述的数字化无线神经电生理信号检测单芯片的工作方法，其特征在于，该方法还包括：利用与低噪声处理模块相连的系统功耗节约管理模块来关闭与使能信号放大滤波处理通道，以降低系统不同工作模式时的能耗；

或/和

该方法还包括：神经电生理信号采集模块所采集的神经电生理模拟信号经多路选择器进行多通道切换分时检测；

或/和

分时复用ADC电路模块转化后的神经电生理数字信号经射频隔离环路进行噪声隔离，并将隔离噪声后的神经电生理数字信号传送至射频发送模块。

6.一种数字化无线神经电生理信号检测单系统，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的数字化无线神经电生理信号检测单芯片。