The measurement of bio-impedance (BioZ) is a common technique that monitors health status and detects abnormal physiological features. This paper presents a BioZ readout IC with baseline cancellation. The baseline cancellation based on ∆-modulation is implemented to achieve a wide input dynamic range by rejecting the large static baseline impedance. In addition, techniques such as chopping and dynamic element matching (DEM) are used to mitigate the noise, which is a dominant source in the signal bandwidth. The current generator(CG) generates the square wave for the stimulus current, and its current magnitude is from 5µApk to 100µApk, which can measure the frequency range from 1kHz to 1MHz. The signal generated by BioZ is measured through a readout front-end (RFE) based on ∆-∆Σ modulator. The full channel signal-to-noise ratio (SNR) is 72.8dB for 20Ω input impedance and 94.2dB for 30kΩ input impedance. The RFE consumes only 14.2µW, while the total power consumption of each channel is 173.1µW.
생체 임피던스 측정은 일상생활에서의 건강 상태를 관찰하여 비정상적인 생리적 현상을 감지하는 기술이다. 본 논문에서는 기저 임피던스 상쇄 기법을 이용한 생체 임피던스 측정 집적회로를 제안한다. 델타 변조를 이용한 기저 임피던스 상쇄 기법을 적용함으로써 넓은 입력 동적 범위를 달성하였다. 전류 발생기와 리드 아웃 프론트 앤드에 차핑 및 동적 요소 매칭 기법 등을 사용하여 대역폭 내에서의 노이즈를 제거하였다. 전류 발생기는 생체 임피던스를 측정하기 위한 사각파의 전류를 생성하고 그에 따른 전류의 크기는 5µApk부터 100µApk이며 1kHz부터 1MHz까지의 주파수 범위를 만들어 낸다. 전류 발생기를 통해 발생된 신호는 델타-델타 시그마 구조의 리드 아웃 프론트 앤드를 통해서 측정된다. 입력 임피던스에 따른 채널의 신호 대 잡음 비(SNR)는 20Ω의 입력 임피던스에 대하여 72.8dB이며, 30kΩ의 입력 임피던스에 대하여 94.2dB이다. 각 채널의 총 전력 소비량은 173.1µW이며, 리드아웃 프론트앤드는 14.2µW의 파워를 소모하였다.
