多道电子耳蜗系统研究及其接收刺激器实现

摘要

为了使耳聋者获得更好的语音理解,人工电子耳蜗必须是一个多通道系统.该文实现的多道(22根电极)电子耳蜗接收刺激器是人工电子耳蜗系统中的重要组成部分,它将直接被置入患者耳蜗附近的乳突骨腔中,通过电感耦合接收从体外语音处理器发射的数据信号,通过整流滤波为接收刺激器提供电源,同时提取时钟信号和数据包络[31].该文工作:●深入广泛地研究了人工电子耳蜗系统的原理和特点,包括语音处理策略、接收刺激器以及电极数目的选择;并根据不同方面的要求,更加完善了该接收刺激器的性能指标.●为了保证接收刺激器不产生错误的、不希望的刺激脉冲,提出了一个错误检测器.●利用一个增强型大MOS管的亚阈区效应,成功地设计和实现了一个商精度高可靠性的可编程电流源.●在单电源下,通过一个多路可控的开关网络,利用电极性互换,实现了适合于听觉神经刺激的不含直流分量的双相恒流脏脉冲.●低功耗实现了整个接收刺激器电路的单片集成.●建立了适合于实验室低成本的测试环境,并成功地测试了芯片的所有参数和功能.

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第1章前言

1.1人耳的结构及功能

1.2频率编码和强度编码

1.3电刺激与感觉的关系

1.4发展历史

1.5人工电子耳蜗系统概况

1.6本文章节安排

第2章系统设计

2.1数据传输格式

2.2语音处理和刺激策略

2.3接收刺激器的设计要求

2.4双相恒流脉冲

第3章接收刺激器设计

3.1数字逻辑电路设计

3.1.1包络检波和时钟提取电路

3.1.2预分频和同步检测器

3.1.3错误检测器

3.1.4状态计数器

3.1.5模式选择和电极计数器

3.1.6有源电极锁存器

3.1.7输出开关网络

3.1.8数字电路小结

3.2模拟部分电路设计

3.2.1参考电流发生器及电流微调电路

3.2.2电源电压监测器

3.2.3可编程电流源

3.2.4双相电流脉冲发生器

第4章芯片测试及结果

4.1测试环境及信号产生

4.2测试电路组装

4.3静态和动态测试

4.3.1双极刺激模式测试

4.3.2多极刺激模式测试

4.3.3错误检测功能测试

4.4测试结果总结

第5章结论和将来方向

参考文献