델타 시그마 방식의 광-디지털 변환기를 이용한 광흡수도변화 센서
Monolithic Photoplethysmographic Sensor using Delta-Sigma Light-to-Digital Convertor
- 주제(키워드) 광흡수도변화 , 델타-시그마 , 광-디지털 변환기
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 지동우
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000027022
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 델타 시그마(Delta-Sigma) 방식의 광-디지털 변환기를 이용한 광흡수도변화(Photoplethysmography, PPG) 센서의 설계를 제안한다. 저 전력과 저 잡음을 위해, 바이어스 전류가 필요 없는 포토다이오드(photodiode) 기반의 델타 시그마 방식의 변환 회로를 사용하고, 복수의 광-디지털 변환 유닛을 어레이로 구성하는 분산 구조를 사용하여 하나의 칩에 구현하였다. 델타 시그마 방식의 변환 회로는 직접적인 광-디지털 변환을 효율적으로 수행하며, 분산 구조는 각 유닛의 다이나믹 레인지(dynamic range) 요구치를 낮추어 주고 평균효과로 신호 대 잡음 비를 향상시킨다. 표준 0.18μm CMOS 공정으로 제작 된 센서는 25μW 미만의 전력 소비로 20.4pArms의 등가 잡음을 달성하고 펄스 및 연속 LED 광 모두를 사용하여 손목과 손가락에서 반사식 PPG 측정을 성공적으로 수행했다.
more초록/요약
This paper presents a photoplethysmography(PPG) sensor using delta-sigma light-to-digital converters. For low power and low noise, unbiased photodiode based delta-sigma conversion circuit that does not require a bias current and array of optical-to-digital conversion units are implemented in a single chip. The delta-sigma conversion circuit efficiently performs direct light-to-digital conversion, and the decentralized structure lowers the dynamic range requirement of each unit and improves the signal-to-noise ratio by average effect. Sensors fabricated standard 0.18μm CMOS processes achieve equivalent noise of 20.4 pArms with less than 25 μW power consumption and successfully performs reflective PPG measurements on the wrist and fingers using both pulsed and continuous LED light.
more목차
I서론
II본론
A. 설계
1. 다이오드
2. 광-디지털 변환
3. 비동기-동기 회로
4. 분산구조
5. 필터
6. 노이즈 계산
7. 유닛 광-디지털 변환기 노이즈 성분
B. 측정
1. 다이오드
2. 측정 환경 구성
3. 센서 DC 특성
4. FFT 분석
5. 노이즈
6. PPG 측정 결과
7. 성능비교
III결론
