基于国产脑电EEG芯片KS1092的穿戴脑机接口应用

发布者: 企业雇员

标签: 设计与方案 案例分享

2021-04-12

脑电EEG芯片KS1092, 是目前国内首款双通道面向微伏(uV)级脑电信号采集的高性能芯片。该芯片在噪声抑制、输入阻抗、以及低功耗方面具有国际一流的水准,在穿戴式脑机接口产品中具有非常好的应用前景。

近些年,脑科学和脑机接口作为前沿科学已成为多国未来发展的重点。脑电EEG芯片作为脑机接口的核心技术是引领脑科技的高点,而国内在这一技术领域基本属于空白。由于脑电EEG信号十分微弱,幅度在几微伏至百微伏级别,极易受到人体及环境噪声的干扰。因此信号传感采集难度非常大,芯片设计门槛很高。据悉,目前实现脑电EEG信号高精度采集的集成芯片主要被美国TI公司的ADS1299系列垄断。除此之外,鲜有类似的精度级别的芯片问世及商用。

双通道脑电EEG信号传感专用芯片KS1092是一家国内芯片公司(深圳芯森微电子www.ks-chip.com)在不久前推出的高性能芯片,也是国内首款双通道面向微伏(uV)级脑电信号采集的高集成模拟前端芯片。在噪声抑制、输入阻抗、以及低功耗和集成设计方面具有国际一流的水准。据悉改款芯片(KS1092)内部集成了低噪声放大器、滤波器、内部基准和高精度低压降线性稳压器,和参考偏置电路。芯片具有低至1µV的等效输入噪声和约100dB的共模噪声抑制能力,并可通过SPI接口灵活配置360-2720的放大倍数。在噪声抑制能力及灵活的大范围放大倍数加持下,可精确地实现微伏级脑电EEG信号采集,并对原始信号进行放大滤波处理。

KS0192具有内置的精密电源,支持1.8-3.6V范围的电源输入。双通道动态功耗约200uA,采用3 mm * 3 mm20引脚QFN封装,并具有±4 kV HBM ESD等级。基于KS1092的高的集成度,其应用方案外围元器件少可节省板级电路的面积和BOM成本。

另外值得一提的是,KS1092芯片的高输入阻抗支持金属干电极下的信号采集。凭借其高精度、低功耗、高集成度以及支持干电极输入等卓越性能,KS1092可广泛应用于个性化穿戴脑电EEG采集,如脑疾病监测、脑机接口、脑电注意力训练、脑电睡眠监测、意念控制、脑控玩具、人机交互娱乐等应用场景。