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: Belirtilmemiş.
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
- İnsan alt ekstremitesinin incelenmesi ve aktif dizüstü protezi tasarımı
The analysis of the human lower limb structure and the design of a new active above knee prosthesis
AKIN OĞUZ KAPTI
- Design methodology of high performance receiver front-end circuits for mmWave 5G applications
mmWave 5G uygulamaları için yüksek performanslı alıcı ön-kat devreleri tasarım metodolojisi
MAHMUT SAMİ YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞİMŞEK DEMİR
- Süperiletken şeritçizgi dedektör yapıları için tek akı kuantumu tabanlı ön-okuma devresi tasarımı
Design of a single flux quantum based front-end readout circuit for superconducting stripline detectors
KÜBRA ÜŞENMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ BOZBEY
- X-band hybrid front-end receiver module design for spaceborne synthetic aperture radar applications
Sentetik aralıklı radar uzay platformlarına uygun x-bant hibrid ön uç RF modülü tasarımı
ARİF EKİN UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF KENT PINAR
- Circuit design and technology evaluation of front-end RFic's for wireless communication
Kablosuz haberleşmede kullanılan ön kat RF tümdevreler için devre ve teknoloji değerlendirmesi
YAĞIZ MAHMUT İNCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞİMŞEK DEMİR