KR101764603B1 - Bio signal Read-out Circuit - Google Patents

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KR101764603B1
KR101764603B1 KR1020160164381A KR20160164381A KR101764603B1 KR 101764603 B1 KR101764603 B1 KR 101764603B1 KR 1020160164381 A KR1020160164381 A KR 1020160164381A KR 20160164381 A KR20160164381 A KR 20160164381A KR 101764603 B1 KR101764603 B1 KR 101764603B1
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KR
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signal
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envelope
amplifier
circuit
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KR1020160164381A
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Korean (ko)
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우성훈
최윤영
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주식회사 유메딕스
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Abstract

A biological signal read-out circuit according to the present embodiment includes: an amplification part which receives and amplifies a bio signal and includes an impedance boosting capacitor which is connected in a positive feedback configuration between output and input; a variable gain amplification part for amplifying a signal outputted from the amplification part with a gain varying in accordance with the amplitude of the signal outputted by the amplification part; and an envelope signal forming part for receiving and detecting the signal outputted from the amplification part, and outputting an envelope to the variable gain amplification part. A characteristic deterioration due to motion artifact does not occur.

Description

생체 신호 리드 아웃 회로{Bio signal Read-out Circuit}Bio-signal read-out circuit [0002]

본 발명은 생체 신호 리드 아웃 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a biological signal lead-out circuit.

건강 상태를 24시간 모니터하는 장치들은 일반적으로 착용자 신체에 접촉한 상태에서 동작한다. 모니터 장치들은 신체에서 형성되는 전기적 신호를 검출하고, 이들에 대하여 전기적 신호 처리 과정을 거쳐 착용자 신체에 관한 정보를 제공한다.Devices that monitor health conditions for 24 hours typically operate in contact with the wearer's body. The monitor devices detect electrical signals formed in the body, and provide electrical information about the wearer's body through electrical signal processing.

모니터 장치는 착용자 신체에서 제공되는 전기적 신호를 민감하게 수신할 수 있어야 하고, 수신된 신호에 대한 신호 처리가 원활하여야 하며, 착용자의 움직임에 의하여 형성되는 이동 상태 오차(motion artifact), 장치가 위치한 환경에서 유입되는 잡음(noise)의 유입에 의한 성능 열화가 적어야 한다.The monitor device must be able to sensitively receive electrical signals provided by the wearer's body, smoothly process the received signals, and provide motion artifacts formed by the wearer's motion, The performance deterioration due to the inflow of noise introduced from the input side should be small.

일본 공표특허공보 특표 2006-503279 (2006.1.26.)Japanese Patent Publication Patent Specification 2006-503279 (2006.1.26.)

본 실시예는 상기한 목적을 만족하도록 생체 신호를 입력 받는 리드 아웃 회로를 제공하는 것이 주된 목표 중 하나이다. 본 실시예는 착용자의 신체에 접촉하여 동작하는 모니터 장치에서 사용자의 움직임에 의하여 형성되는 이동 상태 오차(motion artifact)에 의한 특성 열화가 발생하지 않는 리드 아웃 회로를 제공하는 것이 주된 목표 중 하나이다. The main object of the present embodiment is to provide a lead-out circuit for inputting a living body signal so as to satisfy the above object. The main object of the present embodiment is to provide a lead-out circuit that does not cause deterioration of characteristics due to motion artifacts formed by a user's motion in a monitor device operating in contact with the wearer's body.

본 실시예의 주된 목표중 하나는 디지털 신호 처리 부담을 감소시켜 원활한 신호 처리를 수행하는 리드 아웃 회로를 제공하는 것이다.One of the main goals of this embodiment is to provide a lead-out circuit that reduces the digital signal processing burden and performs smooth signal processing.

본 실시예에 의한 생체 신호 리드 아웃 회로는: 생체 신호를 제공받아 증폭하며, 출력과 입력 사이에 포지티브 피드백(positive feedback) 구성으로 연결된 임피던스 부스팅 커패시터를 포함하는 증폭부와, 증폭부가 출력한 신호의 진폭에 따라 변화하는 이득(gain)으로 증폭부가 출력한 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭부 및 증폭부가 출력한 신호를 제공받아 검파하고, 포락선을 출력하여 가변 이득 증폭부에 제공하는 포락선 신호 형성부를 포함한다.The biological signal lead-out circuit according to the present embodiment includes: an amplification unit including an impedance boosting capacitor connected to an output and an input in a positive feedback configuration to receive and amplify a living body signal; A variable gain amplifier section for amplifying a signal output from the amplification section with a gain varying in amplitude, an envelope signal forming section for receiving and detecting the signal output from the amplification section, and outputting an envelope to the variable gain amplifier section do.

본 실시예에 의한 포락선 신호 형성부는 생체 신호의 포락선(envelope)을 출력하는 포락선 신호 형성 회로로, 포락선 신호 형성 회로는 차동 회로쌍을 포함하되, 차동 회로는 생체 신호를 제공받는 공통 소스 증폭기와, 공통 소스 증폭기의 출력을 제공받고, 버퍼하여 전류 신호로 출력하는 버퍼부와, 전류 신호를 제공받고, 이를 증폭하여 출력하는 공통 게이트 증폭기와, 공통 게이트 증폭기의 출력을 제공받고, 미러링하여 출력 노드에 제공하는 전류 미러 및 전류 미러가 제공한 전류를 누적하여 전압 신호로 형성하는 커패시터를 포함하며, 출력 노드는 네거티브 피드백 구성으로 및 각각의 차동 회로쌍의 입력에 연결된다.The envelope signal forming unit according to the present embodiment is an envelope signal forming circuit that outputs an envelope of a living body signal. The envelope signal forming circuit includes a pair of differential circuits. The differential circuit includes a common source amplifier, A common gate amplifier for receiving an output of the common source amplifier and buffering and outputting it as a current signal; a common gate amplifier for receiving the current signal and for amplifying and outputting the current signal; And a capacitor that accumulates the current provided by the current mirror and the current mirror to form a voltage signal, the output node being connected to the input of each differential circuit pair in a negative feedback configuration.

본 실시예에 의하면 측정자가 이동하는 경우에도 이동 상태 오차(moving artifact)에 의한 영향을 감소시킬 수 있다는 장점이 제공되며, 아날로그 단에서 근전도 신호의 포락선을 검출할 수 있어 디지털 신호 처리 부담이 감소한다는 장점이 제공된다. According to this embodiment, even when the measurer moves, the effect of moving artifact can be reduced, and the envelope of the EMG signal can be detected at the analog terminal, thereby reducing the burden on the digital signal processing Advantages are provided.

도 1은 본 실시예에 의한 생체 신호 리드 아웃 회로의 개요를 도시한 블록도이다.
도 2(a)는 심전도 신호의 개형을 도시한 도면이고, 도 2(b)는 근전도 신호의 개형을 도시한 도면이다.
도 3은 포락선 신호 형성부의 개요적 회로도이다.
도 5는 종래 기술에 의한 리드 아웃 회로를 이용하여 심전도를 측정한 결과와, 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로를 이용하여 심전도를 측정한 결과를 대비한 것을 도시한 도면이다.
1 is a block diagram showing the outline of a biological signal lead-out circuit according to the present embodiment.
Fig. 2 (a) is a diagram showing the opening of the electrocardiogram signal, and Fig. 2 (b) is a diagram showing the opening of the electromyogram signal.
3 is a schematic circuit diagram of an envelope signal forming unit.
5 is a diagram showing a result of measuring the electrocardiogram using the lead-out circuit according to the prior art and a result of measuring the electrocardiogram using the lead-out circuit according to the present embodiment.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another and should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "상부에" 또는 "위에"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접촉하여" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "개재하여"와 "바로 ~개재하여", "~사이에"와 "바로 ~ 사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "on" or "on" another element, it may be directly on top of the other element, but other elements may be present in between. On the other hand, when an element is referred to as being "in contact" with another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "intervening" and "intervening", between "between" and "immediately" or "neighboring" Direct neighbors "should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it is present and not to preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may take place differently from the stated order unless explicitly stated in a specific order in the context. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

본 개시의 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현하고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.The drawings referred to for explaining embodiments of the present disclosure are exaggerated in size, height, thickness, and the like intentionally for convenience of explanation and understanding, and are not enlarged or reduced in proportion. In addition, any of the components shown in the drawings may be intentionally reduced, and other components may be intentionally enlarged.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present application .

도 1은 본 실시예에 의한 생체 신호 리드 아웃 회로의 개요를 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 생체 신호 리드 아웃 회로(1)는 생체 신호를 제공받아 증폭하며, 출력과 입력 사이에 포지티브 피드백(positive feedback) 구성으로 연결된 임피던스 부스팅 커패시터(Cfa, Cfb)를 포함하는 증폭부(100)와, 증폭부(100)가 출력한 신호의 진폭에 따라 서로 다른 이득(gain)으로 증폭부가 출력한 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭부(200) 및 증폭부(100)가 출력한 신호를 제공받아 검파하고, 포락선을 출력하여 가변 이득 증폭부에 제공하는 포락선 신호 형성부(300)를 포함한다.1 is a block diagram showing the outline of a biological signal lead-out circuit according to the present embodiment. 1, the bio-signal lead-out circuit 1 according to the present embodiment includes impedance boosting capacitors Cfa and Cfb connected in a positive feedback configuration between an output and an input, A variable gain amplifier 200 for amplifying a signal output from the amplifier with different gains according to amplitudes of signals output from the amplifier 100 and an amplifier 100 And an envelope signal forming unit 300 for outputting an envelope and providing the envelope to the variable gain amplifier.

일 실시예에서, 리드 아웃 회로(1)에 제공되는 입력 신호는 착용자가 착용한 패드를 이용하여 검출한 심전도(ECG) 신호, 착용자가 장착한 근전도(EMG) 검출 장치에서 검출한 근전도 신호를 포함할 수 있다. 도 2(a)는 심전도 신호의 개형을 도시한 도면이다. 도 2(a)를 참조하면, 심전도 신호(ECG)는 심장의 박동에 따라 심근에서 발생하는 활동 전류를 체표면에서 검출한 신호로, 도시된 바와 같이 T파, P 파, QRS파를 포함하며, QRS파는 흥분이 심실에 확산되어 심실 수축이 개시되는 때에 형성된다. 가장 큰 진폭을 가지는 R 파는 대략 0.5mV~ 1.5mV의 전압값을 가질 수 있으며, R 파의 주기는 심장의 박동 주기와 대략적으로 일치한다. In one embodiment, the input signal provided to the lead-out circuit 1 includes an electrocardiogram (ECG) signal detected using a pad worn by the wearer, and an EMG signal detected by an EMG detection device mounted on the wearer can do. 2 (a) is a diagram showing the opening of an electrocardiogram signal. 2 (a), an electrocardiogram (ECG) signal is a signal obtained by detecting the activity current generated in the myocardium according to the heartbeat on the body surface, and includes a T wave, a P wave, and a QRS wave , And the QRS wave is formed when excitation is spread to the ventricle and ventricular contraction begins. The R wave with the largest amplitude may have a voltage value of approximately 0.5 mV to 1.5 mV, and the period of the R wave approximately coincides with the heartbeat period.

도 2(b)는 근전도 신호의 개형을 도시한 도면이다. 근전도 신호는 골격근에서 발생하는 전기적인 신호를 검출한 신호로, 근육 세포가 전기적으로 혹은 신경적으로 활성화될 때 발생하는 전위차에 의하여 형성된다. 도 2(b)로 도시된 근전도 신호는 근육이 수축할 때 취득된 것으로, 심전도 신호에 비하여 높은 주파수를 가지며 150uV ~ 200uV의 피크 전압을 가지는 것을 확인할 수 있다.Fig. 2 (b) is a diagram showing the opening of the EMG signal. The EMG signal is an electrical signal generated from the skeletal muscle, which is formed by a potential difference generated when the muscle cell is activated electrically or neu- ratically. The electromyogram signal shown in FIG. 2 (b) is obtained when the muscle contracts, and it has a higher frequency than the electrocardiogram signal and has a peak voltage of 150 uV to 200 uV.

도 2(a)와 도 2(b)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 근전도(EMG)신호는 심전도 신호(ECG)에 비하여 높은 주파수를 가지며, 심전도(ECG) 신호는 근전도(EMG) 신호에 비하여 피크시 전압이 큰 것을 확인할 수 있다. 도 2(a) 및 도 2(b)에는 심전도 신호 및 근전도 신호만을 예시하였으나, 이는 단순히 실시예일 따름이며, 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로는 뇌파 신호 등과 같이 생체에서 형성되는 다양한 전기적 신호를 제공받을 수 있다. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the EMG signal has a frequency higher than that of the electrocardiogram signal ECG, and the ECG signal has a peak It can be confirmed that the voltage is large. 2 (a) and 2 (b) illustrate only electrocardiogram signals and electromyogram signals, they are merely examples, and the lead-out circuit according to the present embodiment provides various electrical signals formed in the living body Can receive.

다시 도 1을 참조하면, 착용자로부터 취득된 심전도 신호, 근전도 신호, 뇌파 신호 등의 생체 신호는 입력으로 제공된다. 도 1로 예시된 실시예에서, 생체 신호는 착용자가 생체 신호 측정을 위하여 장착한 패치(미도시)에 의하여 차동 신호(differential signal)로 변환되어 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로(1)에 제공된다. 도시되지 않은 다른 실시예에 의하면, 생체 신호는 단일단 신호(single ended signal)로 제공될 수 있다. Referring again to FIG. 1, a biological signal such as an electrocardiogram signal, an electromyogram signal, and an EEG signal acquired from a wearer is provided as an input. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the bio-electrical signal is converted into a differential signal by a patch (not shown) installed by the wearer for bio-signal measurement and provided to the lead-out circuit 1 according to the present embodiment do. According to another embodiment not shown, the biological signal may be provided as a single ended signal.

커플링 커패시터(Cc)는 리드 아웃 회로(1)로 제공된 생체 신호에서 직류 성분(DC component)의 유입을 차단하고, 신호 성분을 입력 초퍼 회로(412)에 제공한다. 입력 초퍼 회로(412)는 입력 신호를 제공받고, 제공된 입력 신호가 목적하는 듀티비를 가지도록 미리 정해진 주파수, 미리 정해진 주기로 스위칭을 수행하여 증폭부(100)에 출력한다. The coupling capacitor Cc interrupts the flow of the DC component from the bio-signal provided to the lead-out circuit 1, and provides the signal component to the input chopper circuit 412. The input chopper circuit 412 receives the input signal and performs switching at a predetermined frequency, a predetermined period, so that the provided input signal has a desired duty ratio, and outputs the result to the amplification unit 100.

증폭부(100)는 입력 초퍼 회로(412)가 출력한 신호를 제공받고, 이를 증폭하여 출력한다. 도 1로 예시된 실시예에서, 증폭부(100)는 병렬로 연결된 커패시터(Ca)와 저항(Ra)가 연산 증폭기의 반전 입력과 비반전 출력 사이에 연결되고, 병렬로 연결된 커패시터(Cb)와 저항(Rb)가 연산 증폭기의 비반전 입력과 반전 출력 사이에 연결된 차동 적분기(differential integrator)로 구현될 수 있다. The amplification unit 100 receives a signal output from the input chopper circuit 412, amplifies the signal, and outputs the amplified signal. 1, the amplifier 100 includes a capacitor Ca connected in parallel and a capacitor Cb connected between the inverting input and the non-inverting output of the operational amplifier and connected in parallel to the resistor Ra, The resistor Rb may be implemented as a differential integrator connected between the noninverting input and the inverting output of the operational amplifier.

도시되지 않은 실시예에서, 증폭부는 병렬로 연결된 커패시터와 저항이 연산 증폭기의 반전 입력과 반전 출력 사이에 연결된 단일단 적분기일 수 있다. 도시되지 않은 다른 실시예에서, 증폭부는 저역 통과 필터(low pass filter)로 구현될 수 있다. In an embodiment not shown, the amplifier may be a capacitor connected in parallel and a single-ended integrator whose resistance is connected between the inverting input and the inverting output of the operational amplifier. In another embodiment not shown, the amplification section may be implemented with a low pass filter.

증폭부(100)의 출력은 출력 초퍼 회로(414)에 제공되고, 출력 초퍼 회로(414)는 증폭부(100)가 출력하여 제공한 신호가 목적하는 듀티비를 가지도록 미리 정해진 주파수 및 미리 정해진 주기로 스위칭하여 출력한다. The output of the amplification unit 100 is provided to the output chopper circuit 414 and the output chopper circuit 414 outputs the output signal of the amplification unit 100 to a predetermined frequency so that the signal output from the amplification unit 100 has a desired duty ratio, Periodically.

도 1로 도시된 실시예에서, 증폭부의 입력에 출력에 각각 입력 초퍼 회로(412)와 출력 초퍼 회로(414)를 배치한 실시예를 도시하였으나, 도시되지 않은 실시예에 의하면 증폭부(100)에 입력 초퍼 회로(412)와 출력 초퍼 회로(414) 중 어느 하나만을 연결할 수 있다. In the embodiment shown in FIG. 1, the input chopper circuit 412 and the output chopper circuit 414 are disposed at the input of the amplification unit and the output chopper circuit 414, respectively. However, according to the embodiment, Only one of the input chopper circuit 412 and the output chopper circuit 414 can be connected.

출력 초퍼 회로(414)의 출력은 임피던스 부스트 커패시터(Cfa, Cfb)를 통하여 증폭부(100)의 입력측으로 포지티브 피드백(positive feedback) 된다. 도 1로 예시된 실시예에서, 증폭부(100)의 비반전 출력에서 출력되어 출력 초퍼 회로를 거친 신호는 임피던스 부스트 커패시터 Cfb를 거쳐 증폭부(100)의 비반전 입력측으로 연결된다. 또한, 증폭부(100)의 반전 출력에서 출력되어 출력 초퍼 회로를 거친 신호는 임피던스 부스트 커패시터 Cfa를 거쳐 증폭부(100)의 반전 입력측으로 연결된다.The output of the output chopper circuit 414 is positively fed back to the input side of the amplifier 100 through the impedance boost capacitors Cfa and Cfb. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the signal output from the non-inverting output of the amplifier 100 and through the output chopper circuit is connected to the non-inverting input of the amplifier 100 via the impedance boost capacitor Cfb. A signal output from the inverting output of the amplifying unit 100 and passed through the output chopper circuit is connected to the inverting input side of the amplifying unit 100 via the impedance boost capacitor Cfa.

증폭부(100)가 가지는 임피던스 부스트 커패시터(Cfa, Cfb)를 이용한 포지티브 피드백 구성에 의하여 리드 아웃 회로(1)의 입력 임피던스 특성을 향상시킬 수 있다는 장점이 제공된다. 또한, 심전도(ECG) 측정 장치 및 근전도(EMG) 측정 장치의 착용자가 걷거나, 뛰는 등 운동을 하는 경우에도 입력 초퍼 회로(412), 출력 초퍼 회로(414)와 임피던스 부스트 커패시터(Cfa, Cfb)를 포함하는 증폭부(100)에 의하여 착용자가 움직여서 발생하는 이동 상태 오차(motion artifact)를 제거할 수 있다는 장점이 제공된다.There is provided an advantage that the input impedance characteristic of the readout circuit 1 can be improved by the positive feedback configuration using the impedance boost capacitors Cfa and Cfb of the amplifier unit 100. [ The input chopper circuit 412, the output chopper circuit 414, and the impedance boost capacitors Cfa and Cfb are also connected to the input chopper circuit 412, the output chopper circuit 414, and the impedance boost capacitor Cb when the wearer of the ECG measuring device and the EMG measuring device performs walking, There is provided an advantage that the motion artifact generated due to the movement of the wearer can be removed by the amplifying part 100 included therein.

일 실시예에서, 출력 초퍼 회로(414)가 출력한 신호가 심전도(ECG) 신호를 증폭한 신호인 경우에, 제2 스위치(SWb)는 차단되고, 제1 스위치(SWa)가 도통된다. 따라서, 신호는 제1 경로(P1)를 따라 가변 이득 증폭기(220)로 제공된다. 출력 초퍼 회로(414)가 출력한 신호가 근전도(EMG) 신호를 증폭한 신호인 경우에는 제1 스위치(SWa)는 차단되고, 제2 스위치(SWb)가 도통된다. 따라서, 신호는 제2 경로(P2)를 따라 포락선 신호 형성부(300)로 제공된다. In one embodiment, when the signal output from the output chopper circuit 414 is a signal obtained by amplifying an electrocardiogram (ECG) signal, the second switch SWb is cut off and the first switch SWa is turned on. Thus, the signal is provided to the variable gain amplifier 220 along the first path Pl. When the signal output from the output chopper circuit 414 is a signal obtained by amplifying the EMG signal, the first switch SWa is cut off and the second switch SWb is made conductive. Accordingly, the signal is provided to the envelope signal forming unit 300 along the second path P2.

일 실시예로, 제1 스위치(SWa) 및 제2 스위치(SWb)는 레벨 검출기(210)에 입력되는 신호의 크기로부터 레벨 검출기(210)가 제어할 수 있다. 다른 예로, 제1 스위치(SWa) 및 제2 스위치(SWb)는 제어부(미도시)에 의하여 제어될 수 있다.In one embodiment, the first switch SWa and the second switch SWb can be controlled by the level detector 210 from the magnitude of the signal input to the level detector 210. [ As another example, the first switch SWa and the second switch SWb may be controlled by a control unit (not shown).

출력 초퍼 회로(414)가 출력한 신호가 증폭된 심전도 신호(ECG)이면, 제1 스위치(SWa)가 도통되어 가변 이득 증폭기(220)에 제공된다. 레벨 검출기(210)는 입력된 신호의 진폭 크기를 검출하여 가변 이득 증폭기(220) 이득을 제어하고, 가변 이득 증폭기(220)는 제공된 신호를 증폭하여 아날로그 디지털 변환기(300)에 제공한다. When the signal output from the output chopper circuit 414 is the amplified electrocardiogram signal ECG, the first switch SWa is turned on and supplied to the variable gain amplifier 220. [ The level detector 210 detects the amplitude magnitude of the input signal to control the gain of the variable gain amplifier 220, and the variable gain amplifier 220 amplifies the provided signal and provides the amplified signal to the analog-to-digital converter 300.

출력 초퍼 회로(414)가 출력한 신호가 증폭된 근전도 신호(EMG)이면, 제1 스위치(SWa)는 차단되고, 제2 스위치(SWb)가 도통되어 포락선 신호 형성부(300)에 제공된다. 포락선 신호 형성부(300)는 높은 주파수로 밀집된 근전도 신호를 정류 및 검파하여 근전도 신호의 포락선 신호를 형성한다. The first switch SWa is turned off and the second switch SWb is turned on to be provided to the envelope signal forming unit 300. When the output chopper circuit 414 outputs the amplified EMG signal EMG, The envelope signal forming unit 300 rectifies and detects the dense EMG signal at a high frequency to form an envelope signal of the EMG signal.

도 3은 본 실시예에 의한 포락선 신호 형성부(300)의 회로를 개요적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 포락선 신호 형성부(300)는 입력 신호(VINP, VINN)를 제공받는 공통 소스 증폭기를 이루는 M1, M2 트랜지스터와, 공통 소스 증폭기의 출력 신호를 제공받아 버퍼(buffer)하여 출력하는 버퍼부(B, B')와 버퍼부(B, B')의 출력 신호를 제공받고 증폭하여 출력하는 공통 게이트 증폭기를 이루는 M3, M4 트랜지스터와, 공통 게이트 증폭기가 출력하는 전류 신호를 미러링하여 출력 노드에 제공하는 전류 미러(M, M')와, 미러링 된 전류를 누적하여 전압신호로 형성하는 커패시터(Cext) 및 누설 전류를 형성하여 커패시터(Cext)에 형성되는 전압를 조절하는 누설 전류 형성부(I)를 포함한다. 커패시터(Cext) 및 누설 전류 형성부(I)에 의하여 근저도 신호의 포락선 검출이 수행된다.3 is a diagram schematically showing a circuit of the envelope signal forming unit 300 according to the present embodiment. Referring to FIG. 3, the envelope signal generator 300 includes M1 and M2 transistors forming a common source amplifier to receive the input signals V INP and V INN , a buffer for receiving an output signal of the common source amplifier, M3 and M4 transistors constituting a common gate amplifier for receiving and outputting the output signals of the buffer units B and B 'and the buffer units B and B' to output the current signals output from the common gate amplifiers, A capacitor Cext for accumulating the mirrored current into a voltage signal and a leakage current for adjusting a voltage formed in the capacitor Cext by forming a leakage current, Forming portion (I). The envelope detection of the near-infrared signal is performed by the capacitor Cext and the leakage current forming portion I. [

공통 게이트 증폭기를 이루는 M3, M4 게이트와 출력 노드(O)는 연결되어 출력이 입력으로 네거티브 피드백(negative feedback)된다. 네거티브 피드백 구성에 의하여 출력 신호(Vout)가 입력 신호인 VINP, VINN 중 더 큰 전압을 따르는 정류기(rectifier)로 기능한다. The M3 and M4 gates forming the common gate amplifier and the output node O are connected and the output is negatively fed back to the input. By the negative feedback configuration, the output signal Vout is the input signals V INP and V INN Which acts as a rectifier that follows the larger voltage.

도 3으로 예시된 포락선 신호 형성부(300)는 차동 구조로, 입력 신호인 VINP 와 VINN 신호 및 그에 따라 동작하는 회로들은 모두 상보적으로 동작한다. 이하에서는 간결하고 명확한 설명을 위하여 차동 쌍 중 어느 하나의 입력 신호인 VINP에 의하여 동작하는 회로의 동작을 설명한다.The envelope signal forming unit 300 illustrated in FIG. 3 has a differential structure. The input signal V INP And the V INN signal and the circuits that operate accordingly operate complementarily. Hereinafter, for the sake of brevity and clarity, the operation of a circuit operated by one input signal V INP of the differential pair will be described.

입력 신호 VINP가 제공됨에 따라 공통 소스 증폭기는 입력 신호를 증폭하여 M1 트랜지스터의 드레인 전극으로 출력 신호를 제공한다. 버퍼부(B)는 공통 소스 증폭기의 출력 신호를 게이트 전극으로 제공받는다. 버퍼부(B)의 트랜지스터는 게이트 전극으로 제공된 신호에 따라 도통과 차단이 제어되어 공통 게이트 증폭기(M3)의 입력 전극인 소스 전극으로 전류 신호를 제공한다. As the input signal V INP is provided, the common source amplifier amplifies the input signal and provides an output signal to the drain electrode of the M1 transistor. The buffer unit B is supplied with the output signal of the common source amplifier to the gate electrode. The transistor of the buffer unit B is controlled to be turned on and off according to a signal supplied to the gate electrode to provide a current signal to the source electrode which is the input electrode of the common gate amplifier M3.

공통 게이트 증폭기(M3)는 전류 버퍼의 기능을 수행한다. 공통 게이트 증폭기(M3)는 입력된 신호를 버퍼하고, M3 트랜지스터의 드레인 전극을 통하여 전류 미러(M)로 출력한다. 전류 미러는 공통 게이트 증폭기(M3)가 출력한 전류 신호를 미러링하여 트랜지스터 M7을 통하여 출력 노드(O)에 제공한다. 커패시터(Cext)는 전류 신호를 누적하여 전압 신호(VOUT)를 형성한다. The common gate amplifier M3 performs the function of the current buffer. The common gate amplifier M3 buffers the input signal and outputs it to the current mirror M through the drain electrode of the M3 transistor. The current mirror mirrors the current signal output by the common gate amplifier M3 and provides it to the output node O through the transistor M7. The capacitor Cext accumulates the current signal to form the voltage signal V OUT .

공통 게이트 증폭기를 이루는 트랜지스터 M3의 게이트 전극과 M4 트랜지스터의 게이트 전극 및 출력 노드(O)는 네거티브 피드백 경로를 형성하도록 연결된다. 따라서, 포락선 검출부(300)의 출력 신호(Vout)는 입력 신호인 VINP, VINN 중 더 큰 전압을 따르는 정류기(rectifier)로 기능한다. The gate electrode of the transistor M3 constituting the common gate amplifier and the gate electrode of the M4 transistor and the output node O are connected to form a negative feedback path. Therefore, the output signal Vout of the envelope detector 300 is input to the input signals V INP and V INN Which acts as a rectifier that follows the larger voltage.

출력 노드(O)에 연결된 커패시터(Cext) 및 누설 전류 형성부(I)에 의하여 포락선 검출이 수행된다. 일 예로, 누설 전류 형성부(I)는 캐스코드로 연결된 복수의 다이오드 결선된 트랜지스터를 포함할 수 있다. 다른 예로, 누설 전류 형성부(I)는 직렬로 연결된 복수의 다이오드들을 포함할 수 있다.The envelope detection is performed by the capacitor Cext connected to the output node O and the leakage current forming portion I. [ In one example, the leakage current forming portion I may include a plurality of diode-connected transistors connected by a cascode. As another example, the leakage current forming portion I may include a plurality of diodes connected in series.

일 실시예로, 포락선 신호 형성부(300)는 공통 게이트 증폭기를 이루는 M3 트랜지스터 및 M4 트랜지스터 사이즈를 조절하여 출력 전압의 오프셋 전압을 제어할 수 있다.In one embodiment, the envelope signal generator 300 may control the offset voltage of the output voltage by adjusting the sizes of the M3 and M4 transistors forming the common gate amplifier.

포락선 신호 형성부(300)가 출력한 근전도 신호의 포락선 신호는 제2 스위치(SWb)를 거쳐 가변 이득 증폭기(220)에 제공된다. 가변 이득 증폭기(220)의 이득은 레벨 검출기(210)에 제어된다. 따라서, 진폭이 서로 다른 심전도 신호와 근전도 신호를 서로 다른 이득으로 증폭하여 아날로그 - 디지털 변환기(500)의 입력 다이내믹 레인지에 부합하도록 증폭할 수 있다. 따라서, 충분한 해상도를 가지는 디지털 신호로 변환할 수 있다. The envelope signal of the EMG signal output from the envelope signal forming unit 300 is provided to the variable gain amplifier 220 through the second switch SWb. The gain of the variable gain amplifier 220 is controlled by the level detector 210. Accordingly, the electrocardiogram signal having different amplitudes and the electromyogram signal can be amplified with different gains and amplified to match the input dynamic range of the analog-to-digital converter 500. Therefore, it can be converted into a digital signal having a sufficient resolution.

본 실시예에 의한 포락선 신호 형성부(300)에 의하면 높은 주파수를 가지는 근전도 신호를 높은 주파수로 샘플하고 디지털로 변환할 필요없이 아날로그 영역에서 검파하여 포락선 신호를 형성할 수 있다. 따라서, 디지털 영역에서의 신호처리 부담을 감소시킬 수 있다는 장점이 제공된다.According to the envelope signal forming unit 300 according to the present embodiment, the envelope signal can be formed by sampling the electromyogram signal having a high frequency at a high frequency and detecting it in the analog domain without having to convert it into a digital signal. Therefore, there is provided an advantage that the burden of signal processing in the digital domain can be reduced.

아날로그 디지털 변환기(500)가 변환한 디지털 신호는 통신부(600)에 제공되어 외부 회로에 제공될 수 있다. 일 실시예로, 통신부(600)는 직렬 통신 인터페이스(SPI, Serial Perpheral Interface) 등의 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 통신부(600)는 무선 통신 인터페이스로, 지그비(zigbee), 와이파이(Wi-fi), 블루투스(Bluetooth) 등의 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. The digital signal converted by the analog-to-digital converter 500 may be provided to the communication unit 600 and provided to an external circuit. In one embodiment, the communication unit 600 may include a wired communication module such as a serial communication interface (SPI). In another embodiment, the communication unit 600 may include a wireless communication module such as a zigbee, a Wi-fi, and a Bluetooth.

도 4(a) 내지 도 4()는 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로(1)의 일 구현예를 도시한 도면이다. 도 4(a)는 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로의 상면을 개요적으로 도시한 도면이고, 도 4(b)는 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로의 단면을 개요적으로 도시한 도면이다. 도 4(c)는 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로가 형성된 신축성 기판(S) 상에 배치된 것을 도시한 도면이다. 도 4(a)와 도 4(b)를 참조하면, 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로(1)는 신축성 기판(S) 상에 배치될 수 있다. 신축성 기판(S)는 일 예로, PDMS로 형성되어 압축, 신장이 가능하다. 도시되지 않은 다른 예로, 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로는 인쇄 회로 기판(PCB) 등의 굳은 기판 상에 배치될 수 있다.4 (a) to 4 () are diagrams showing an embodiment of the lead-out circuit 1 according to the present embodiment. Fig. 4A is a diagram schematically showing an upper surface of a lead-out circuit according to the present embodiment, and Fig. 4B is a diagram schematically showing a cross-section of a lead-out circuit according to this embodiment. Fig. 4 (c) is a view showing that the lead-out circuit is disposed on the flexible substrate S on which the lead-out circuit according to the present embodiment is formed. Referring to Figs. 4 (a) and 4 (b), the lead-out circuit 1 according to the present embodiment can be disposed on the flexible substrate S. The stretchable substrate S is formed of PDMS, for example, and can be compressed and stretched. As another example not shown, the lead-out circuit according to this embodiment can be disposed on a rigid substrate such as a printed circuit board (PCB).

도시된 실시예에 의하면 리드 아웃 회로(1)는 완충층(BL)을 사이에 두고 신축성 기판(S) 상에 형성될 수 있다. 완충층(BL)은 도 4(c)에 도시된 바와 같이 신축성 기판이 휘거나 굽는 등의 외력이 제공되는 경우에, 외력에 의하여 리드 아웃 회로(1)와 기판(S)이 분리되는 것을 방지한다. According to the illustrated embodiment, the lead-out circuit 1 can be formed on the stretchable substrate S with the buffer layer BL interposed therebetween. The buffer layer BL prevents the lead-out circuit 1 and the substrate S from being separated from each other by an external force when an external force such as warping or bending of the flexible substrate is provided as shown in Fig. 4 (c) .

비교예Comparative Example

도 5는 종래 기술에 의한 리드 아웃 회로를 이용하여 심전도를 측정한 결과와, 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로를 이용하여 심전도를 측정한 결과를 대비한 것을 도시한 도면이다. 도 5(a)는 종래 기술에 의한 리드 아웃 회로를 이용하여 심전도를 측정한 상태를 도시한 도면이다 도 5(a)를 참조하면, 측정자가 이동하지 않는 상태(stationary state)에 있을 때에는 심전도 그래프에서 주기적인 R파를 확인할 수 있으며, 이동 상태 오차(motion artifact) 영향인 고주파 성분이 개입되지 않고 출력되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 측정자가 이동하는 상태(moving state)에서는 이동 상태 오차(motion artifact)에 의하여 R파의 위치를 확인할 수 없을 정도로 고주파 성분이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 고주파 성분인 이동 상태 오차(motion artifact)는 실제로 심장이 높은 주파수로 활동하여 형성된 것이 아니라 측정자가 이동하여서 형성되는 것이다. 5 is a diagram showing a result of measuring the electrocardiogram using the lead-out circuit according to the prior art and a result of measuring the electrocardiogram using the lead-out circuit according to the present embodiment. FIG. 5A is a diagram showing a state in which an electrocardiogram is measured using a lead-out circuit according to a related art. Referring to FIG. 5A, when the measurer is in a stationary state, It is possible to confirm periodic R waves, and it can be confirmed that a high frequency component influenced by a motion artifact is output without being intervened. However, in the moving state of the measurer, it can be confirmed that the high frequency component is formed to such an extent that the position of the R wave can not be confirmed by the motion artifact. The motion artifact, which is a high-frequency component, is actually formed by the movement of the measurer, not by the fact that the heart operates at a high frequency.

도 5(b)는 본 실시예에 의한 리드 아웃 회로를 이용하여 심전도를 측정한 상태를 도시한 도면이다. 도 5(b) 상단의 도면은 측정자가 이동하지 않는 상태(stationary state)에 있을 때 심전도를 측정한 경우이며, 도 5(b) 하단의 도면은 측정자가 이동 상태(moving state)에서 심전도를 측정한 경우이다. 도 5(b) 상단의 도면과 하단의 도면을 비교하면 비록 측정자가 이동하는 상태라 하더라도 주기적으로 형성되는 R파를 파악할 수 있으며, 이동 상태 오차(moving artifact)를 제거하는 특성이 향상된 것을 확인할 수 있다. 5 (b) is a diagram showing a state in which an electrocardiogram is measured using the lead-out circuit according to the present embodiment. 5 (b) shows the case where the electrocardiogram is measured while the measurer is in the stationary state, and the figure at the bottom of FIG. 5 (b) shows the case where the measurer measures the electrocardiogram It is one case. 5 (b) and FIG. 5 (b), it can be seen that even if the measurer moves, it is possible to grasp the periodic R waves and to improve the characteristic of eliminating moving artifacts have.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It will be appreciated that other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.

100: 증폭부 200: 가변 이득 증폭부
300: 포락선 신호 형성부 412: 입력 초퍼 회로
414: 출력 초퍼 회로 500: 아날로그 디지털 변환기
600: 통신부
100: amplification unit 200: variable gain amplification unit
300: envelope signal forming unit 412: input chopper circuit
414: output chopper circuit 500: analog-to-digital converter
600:

Claims (14)

생체 신호 리드 아웃(read out) 회로로, 상기 리드 아웃 회로는:
상기 생체 신호를 제공받아 증폭하며, 출력과 입력 사이에 포지티브 피드백(positive feedback) 구성으로 연결된 임피던스 부스팅 커패시터를 포함하는 증폭부;
상기 증폭부가 출력한 신호의 진폭에 따라 서로 다른 이득(gain)으로 상기 증폭부가 출력한 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭부 및
상기 증폭부가 출력한 신호를 제공받아 검파하고, 포락선을 출력하여 상기 가변 이득 증폭부에 제공하는 포락선 신호 형성부를 포함하고,
상기 리드 아웃 회로는,
적어도 하나의 초퍼(chopper) 회로를 더 포함하며,
적어도 하나의 초퍼 회로는 상기 증폭부의 입력 및 상기 증폭부의 출력 중 적어도 한 곳에 연결된 리드 아웃 회로.
A biological signal readout circuit, wherein the lead-out circuit comprises:
An amplifying unit including an impedance boosting capacitor that receives and amplifies the bio-electrical signal and is connected in a positive feedback configuration between an output and an input;
A variable gain amplifier for amplifying a signal output from the amplifier with different gains according to amplitudes of signals output from the amplifier;
And an envelope signal forming unit for receiving and detecting the signal output from the amplifying unit and outputting an envelope to the variable gain amplifying unit,
Wherein the lead-
Further comprising at least one chopper circuit,
Wherein at least one chopper circuit is connected to at least one of an input of the amplifier and an output of the amplifier.
제1항에 있어서,
상기 생체 신호는 상기 리드 아웃 회로가 측정할 수 있는 신호로,
상기 생체 신호는,
제1 생체 신호와, 제2 생체 신호를 포함하며,
상기 제1 생체 신호는 심전도(ECG, electrocardiogram) 신호이고,
상기 제2 생체 신호는 근전도(EMG, electromyography) 신호인 리드 아웃 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the biological signal is a signal measurable by the readout circuit,
The bio-
A first living body signal, and a second living body signal,
The first bio-signal is an electrocardiogram (ECG) signal,
And the second biometric signal is an electromyography (EMG) signal.
제2항에 있어서,
상기 근전도(EMG) 신호는 상기 포락선 신호 형성부로 제공되고,
상기 포락선 신호 형성부는 상기 근전도 신호의 포락선을 검출하여 출력하는 리드 아웃 회로.
3. The method of claim 2,
The electromyogram (EMG) signal is provided to the envelope signal forming unit,
Wherein the envelope signal forming unit detects an envelope of the EMG signal and outputs the envelope.
제1항에 있어서,
상기 임피던스 부스팅 커패시터는 입력 임피던스의 크기를 증가시키는 리드 아웃 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the impedance boosting capacitor increases the magnitude of the input impedance.
제1항에 있어서,
상기 가변 이득 증폭부는,
상기 가변 이득 증폭부에 제공되는 신호의 진폭을 검출하는 진폭 검출부(level detector) 및
상기 진폭 검출부의 검출 결과에 따라 이득이 제어되는 가변 이득 증폭기를 포함하는 리드 아웃 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the variable gain amplifier comprises:
An amplitude detector for detecting an amplitude of a signal provided to the variable gain amplifier;
And a variable gain amplifier whose gain is controlled in accordance with the detection result of the amplitude detector.
제1항에 있어서,
상기 리드 아웃 회로는 신축성 기판(stretchable substrate)에 형성된 리드 아웃 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the lead-out circuit is formed on a stretchable substrate.
제1항에 있어서,
상기 포락선 신호 형성부는,
입력을 제공받고 버퍼링하여 출력하는 버퍼와,
상기 버퍼링 된 신호를 증폭하는 공통 게이트 증폭기 및,
상기 공통 게이트 증폭기의 출력을 제공받아 미러링하는 전류 미러를 포함하며,
상기 생체 신호의 포락선(envelope)을 검출하는 커패시터를 포함하는 포함하는 리드 아웃 회로.
The method according to claim 1,
The envelope signal forming unit includes:
A buffer for receiving and buffering the input,
A common gate amplifier for amplifying the buffered signal,
And a current mirror for receiving and mirroring an output of the common gate amplifier,
And a capacitor for detecting an envelope of the bio-signal.
제7항에 있어서,
상기 포락선 신호 형성부는,
상기 미러링된 전류를 제공받아 누설전류를 형성하여 포락선을 검출하는 다이오드 결선 트랜지스터를 더 포함하는 리드 아웃 회로.
8. The method of claim 7,
The envelope signal forming unit includes:
And a diode-connected transistor that receives the mirrored current to form a leakage current to detect an envelope.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 리드 아웃 회로는,
상기 가변 이득 증폭기의 출력을 제공받아 디지털로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환기(ADC);
상기 디지털로 변환된 신호를 통신 규약에 부합하도록 정렬하여 출력하는 통신부를 더 포함하는 리드 아웃 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the lead-
An analog-to-digital converter (ADC) that receives the output of the variable gain amplifier and converts the output to a digital signal and outputs the digital signal;
And a communication unit for outputting the digital-converted signal so as to be aligned with the communication protocol.
생체 신호의 포락선(envelope)을 출력하는 포락선 신호 형성 회로로, 상기 포락선 신호 형성 회로는 차동 회로쌍을 포함하되, 상기 차동 회로는:
상기 생체 신호를 제공받는 공통 소스 증폭기;
상기 공통 소스 증폭기의 출력을 제공받고, 버퍼하여 전류 신호로 출력하는 버퍼부;
상기 전류 신호를 제공받고, 이를 증폭하여 출력하는 공통 게이트 증폭기;
상기 공통 게이트 증폭기의 출력을 제공받고, 미러링하여 출력 노드에 제공하는 전류 미러 및
상기 전류 미러가 제공한 전류를 누적하여 전압 신호로 형성하는 커패시터를 포함하며,
상기 출력 노드는 네거티브 피드백 구성으로 각각의 차동 회로쌍의 입력에 연결되는 포락선 신호 형성 회로.
An envelope signal forming circuit for outputting an envelope of a biological signal, the envelope signal forming circuit including a differential circuit pair, the differential circuit comprising:
A common source amplifier receiving the biological signal;
A buffer unit receiving the output of the common source amplifier and buffering and outputting it as a current signal;
A common gate amplifier receiving the current signal, amplifying the current signal, and outputting the amplified current signal;
A current mirror for receiving the output of the common gate amplifier, for mirroring and providing the output to the output node, and
And a capacitor for accumulating the current provided by the current mirror to form a voltage signal,
And the output node is connected to an input of each differential circuit pair in a negative feedback configuration.
제11항에 있어서,
상기 포락선 신호 형성 회로는 출력 노드에서 누설 전류를 형성하는 누설 전류 형성부를 더 포함하는 포락선 신호 형성 회로.
12. The method of claim 11,
Wherein the envelope signal forming circuit further comprises a leakage current forming section that forms a leakage current at the output node.
제12항에 있어서,
상기 누설 전류 형성부는,
다이오드 결선된 트랜지스터 및 다이오드 중 어느 하나를 포함하는 포락선 신호 형성 회로.
13. The method of claim 12,
The leakage current forming unit includes:
An envelope signal forming circuit including any one of a diode-connected transistor and a diode.
제11항에 있어서,
상기 생체 신호는 근전도 신호인 포락선 신호 형성 회로.


12. The method of claim 11,
Wherein the bio-signal is an electromyogram signal.


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KR20220131130A (en) 2021-03-19 2022-09-27 한국과학기술원 Active contactless electrode with active shielding box for measurement of biopotential
US11806124B2 (en) 2019-05-07 2023-11-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for measuring signal

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2893873A2 (en) 2014-01-13 2015-07-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Biosignal amplifying circuit

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