基于射頻能量供電的植入式神經(jīng)刺激器的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文提出了一種新型的由射頻能量供電的植入式神經(jīng)刺激器。主要包括射頻能量收集器和植入式神經(jīng)刺激器。其中,射頻能量收集器主要由天線陣列、阻抗匹配網(wǎng)絡和多級Villard倍壓整流網(wǎng)絡構成;植入式神經(jīng)刺激器主要由神經(jīng)刺激器和體外控制器構成。
  射頻能量收集器的設計要點是輸出電壓和RF-DC轉換效率。為提高能量轉換效率,采用多個天線構建多路射頻能量收集器,且每兩路天線接收信號首先傳輸給與之對應的阻抗匹配網(wǎng)絡和兩級倍壓整流電路,然后并聯(lián)匯集

2、電流,再經(jīng)六級倍壓整流電路來提升電壓,最后將所有六級倍壓整流電路在輸出端并聯(lián)來增大電流。首先通過ADS仿真確定了阻抗匹配網(wǎng)絡和倍壓整流電路中各元件的具體參數(shù),然后在空氣和生物組織兩種介質中對所設計的電路進行了測試。
  植入式神經(jīng)刺激器的關鍵技術為刺激脈沖產(chǎn)生電路,主要生成可靠性高和穩(wěn)定好的刺激脈沖。設計了一種恒流雙極性刺激脈沖產(chǎn)生電路,通過PWM波調(diào)節(jié)刺激脈沖的占空比和頻率;通過控制H橋輸入電流的大小來調(diào)節(jié)脈沖幅度。
  

3、制作了一款射頻能量供電的植入式神經(jīng)刺激器樣機,并進行了測試。測試結果表明,當工作頻率為2.4GHz,射頻輸入功率為5~25dBm,負載電阻分別為1 KΩ/10 KΩ/90 KΩ時,在空氣介質中測得的射頻能量收集器的輸出電壓為分別為0.05~1.94V/4.73V/6.22V,其能量轉換效率分別為0.005~2%/1%/0.02%;當負載為1 KΩ時,在生物組織中測得的輸出電壓為0.01~3.5V,能量轉換效率為0.001~1.5%。所提

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