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智慧医疗前沿技术研究与展望——浙江大学宋爽老师和东南大学李泳佳老师做客我系带来学术报告

11月16日下午,浙江大学宋爽老师、东南大学李泳佳老师受邀来到我系参观交流,为在校师生带来了两场别开生面的前沿技术报告。
我校微纳电子学系生物电路与系统实验室陈铭易老师主持了此次报告会。宋爽老师首先进行了分享,他从用于可穿戴设备的生理信号采集系统出发,着重介绍了目前在人体心电信号(ECG)、生物阻抗信号(BioZ)和光脉搏信号(PPG)采集电路中的设计难点。随着生物芯片技术的发展,可穿戴设备领域越来越受到人们的关注,在工业界,为了将多种生理信号的采集和处理集成在片上系统(SoC),需要设计出同时满足低功耗、高信噪比、高集成度的产品。宋老师以自己团队的成果为例,着重讲解了近年来在PPG信号处理领域非常流行的直接数字转化电路(Direct Digital Conversion),其能够进一步减小面积,优化噪声和功耗。宋老师指出,工业界和学术界有着不同的考虑因素,有时候往往要从需求出发,反推出所设计电路的性能指标要求,才能使产品更具有实际意义。

集成在PCB板上的SoC与常见的可穿戴生理信号采集设备

第二场报告由李泳佳老师进行分享,他为大家介绍了传感器接口电路中失配校准技术的应用。由于电路本身的工艺等原因,系统往往存在输入失调和闪烁噪声,这对于幅值小、频率低的信号是致命的。李老师具体举了两个例子,一是在事件驱动型模数转换器(LCADC)设计中用握手协议进行失配校正,二是霍尔元件中的处理噪声的方法,具体介绍了斩波调制(Chopping)、自动调零(Auto-Zeroing)和相关双采样(Correlated-Double-Sampling)噪声消除技术。李老师从电路系统层面进行分析,指出斩波调制只能减少信号调制之后所经过的电路部分的噪声,并不能消除输入信号的噪声,需要和相关双采样技术相结合才能进一步消除,并提出利用ping-pong技术,提高电路处理的效率。最后,李老师还提到了温度偏差和封装产生的应力对芯片性能的影响。

斩波调制的原理框图

两位老师无论在学术界还是工业界都有着丰富的经验,在互动环节,针对师生们所关心的问题,两位老师展开了深入的讨论和交流,众人对生理信号采集电路和噪声消除技术都有了更加全面深入的理解和思考,本次报告会圆满结束。

嘉宾介绍
宋爽,浙江大学微纳电子学院研究员,博士生导师。2006年本科毕业于浙江大学电气工程学院电子信息科学与技术专业;2008年硕士毕业于浙江大学电路与系统专业;2010年获荷兰埃因霍温理工大学(Technische Universiteit Eindhoven)信息与通信技术工程博士学位,期间在NXP半导体担任IC设计工程师;2015年获埃因霍温理工大学电气工程学院混合信号微电子博士学位。2015年至2020年任职于比利时校际微电子中心(interuniversity microelectronics centre-imec),历任研究员,资深研究员;2019年入选浙江大学百人计划并于2020年10月加入微纳电子学院。
李泳佳,2015年博士毕业于荷兰代尔夫特理工大学。2015年至2016年任职于艾迈斯半导体(AMS),2016年至2020年任职于英飞凌科技(Infineon Technologies),历任资深工程师,主任工程师,资深主任工程师。2020年11月加入东南大学电子/微电子系。长期从事应用于传感器接口的模拟和数模混合集成电路设计。目前为IEEE高级会员,担任IEEE Sensors Journal编委。
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