植入式微電子神經(jīng)信道橋接SOC體內(nèi)供電模塊設(shè)計的中期報告概述本篇報告介紹了植入式微電子神經(jīng)信道橋接SOC體內(nèi)供電模塊設(shè)計的中期進(jìn)展。在上一階段中，我們確定了設(shè)計目標(biāo)，完成了系統(tǒng)的需求分析和關(guān)鍵技術(shù)研究，并確定了具體的技術(shù)路線。在本階段，我們完成了模塊的功能設(shè)計，實現(xiàn)了部分電路的模擬驗證，并進(jìn)行了一些初步的實驗。本報告將詳細(xì)介紹這些工作的進(jìn)展情況。模塊功能設(shè)計首先，我們進(jìn)行了功能設(shè)計，確定了模塊的具體功能和實現(xiàn)方式。模塊的功能包括：1.為神經(jīng)信道提供數(shù)碼信號傳輸和接收能力；2.實現(xiàn)鈦金屬和絕緣體隔離及其他物理隔離；3.集成環(huán)境傳感器，如溫度、壓力和濕度；4.集成環(huán)境能源，如海藻發(fā)電和納米發(fā)電機(jī)。針對這些功能需求，我們設(shè)計了特定的電路和方案，如下所示。環(huán)境傳感器電路設(shè)計為了實現(xiàn)環(huán)境傳感器的功能，我們采用封裝在模塊中的溫度、壓力和濕度傳感器。這些傳感器被設(shè)計為與神經(jīng)信道隔離，以確保物理環(huán)境條件對信號的影響最小。我們通過模塊內(nèi)部的信號處理器將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳輸?shù)侥K中存儲。能源收集電路設(shè)計為了實現(xiàn)能源收集的功能，我們設(shè)計了兩種不同的電源收集電路：海藻發(fā)電和納米發(fā)電機(jī)。在海藻發(fā)電電路中，我們通過在模塊中集成微型生物反應(yīng)器來發(fā)電。在納米發(fā)電機(jī)電路中，我們采用納米發(fā)電機(jī)來收集從模塊周圍環(huán)境中獲得的微弱電能。這些能源被存儲在模塊的電池中，以持續(xù)為其他電路提供電源。數(shù)字信號處理電路數(shù)字信號處理電路是模塊的核心電路，用于將生物體內(nèi)的神經(jīng)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將其傳輸?shù)侥K中進(jìn)行處理和存儲。該電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號處理器和數(shù)據(jù)存儲器。我們通過仿真驗證了模塊電路中的數(shù)字信號處理能力，并使用數(shù)字信號來模擬神經(jīng)信號，以進(jìn)行電路性能的測試和評估。隔離電路為了實現(xiàn)鈦金屬和絕緣體的隔離功能，我們設(shè)計了隔離電路，使兩部分之間不存在電氣連接。我們采用差分信號傳輸?shù)姆绞剑源_保神經(jīng)信號的完整性并降低干擾。模擬驗證在模塊的設(shè)計階段，我們進(jìn)行了一些模擬驗證實驗。在環(huán)境傳感器電路的驗證中，我們使用了電阻、熱敏電阻、壓力傳感器和濕度傳感器，驗證了系統(tǒng)的能力來讀取和轉(zhuǎn)換傳感器信號。在數(shù)字信號處理電路的驗證中，我們使用了實驗室生產(chǎn)的模擬神經(jīng)信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過模塊內(nèi)的處理電路進(jìn)行處理和存儲。實驗表明，模塊具有良好的信號轉(zhuǎn)換和處理能力，并能夠有效存儲數(shù)據(jù)。未來工作在接下來的工作中，我們將繼續(xù)完善模塊的設(shè)計和實現(xiàn)。我們將重點關(guān)注以下幾個方面：1.完善環(huán)境傳感器的集成和數(shù)據(jù)處理；2.進(jìn)一步驗證模塊的數(shù)字信號處理和隔離性能；3.優(yōu)化海藻發(fā)電和納米發(fā)電機(jī)電路，提高能源收集效率。總結(jié)本報告介紹了植入式微電子神經(jīng)信道橋接SOC體內(nèi)供電模塊的功能設(shè)計和初步實驗結(jié)果。模塊的功能包括環(huán)境傳