The hearing problem has become more and more serious. As a result, needs for hearing aids have been increased.
One of the most important measure of performance of a hearing aid is its power. And to compensate the different hearing losses of each person, digital hearing aids are required.
In this work, a single mixed-signal chip for a digital hearing aid instrument is designed in low threshold 0.18um CMOS process.
This chip comprises the following functions: a microphone preamplifier with MOS Resistive Circuit (MRC), a 1-bit 2nd order delta-sigma AD converter, a programmable 2 channel digital signal processor (DSP) with a ROM and serial interface, a 1-bit 2nd order delta-sigma DA converter, a H-bridge and a ring oscillator.
Supply voltage is determined to be 1V to prevent unnecessary power consumption. Total power consumption for a full swing input signal is 275uW. This enables at least 2 weeks of life time of hearing aids at 16 hours/day for a small zinc-air battery.
The typical SNR and THD of the complete signal path are 72dB and -45dB, each.
산업화 사회에서 난청의 문제는 점점 심각해 심각해지고 있으며, 이로 인해 보청기의 필요성이 커지고 있다.
보청기 설계에 있어 가장 중요한 고려사항 중 하나는 저전력이다. 또한 사람마다 손상 정도가 다르기 때문에 이를 보상해 주기 위해 디지털 보청기가 필요하다.
이 논문에서는 저전력 디지털 보청기에 초점을 맞추었으며 low threshold 0.18um CMOS 공정으로 설계 되었다.
이 칩은 MOS 저항 회로 (MOS Resistive Circuit, MRC)로 구성된 마이크로폰 출력 증폭기, 1-bit 2차 sigma-delta AD Converter, 프로그래머블 한 2 채널 디지털 신호처리기(Digital Signal Processor, DSP), 1-bit 2차 sigma-delta DA Converter, 리시버를 구동하기 위한 H-bridge, 그리고 ring oscillator를 포함하고 있다.
공급 전압은 불필요한 전력소모를 막기 위해 1V로 결정하였으며, 정상동작 시 275uW를 소비한다. 이로써 zinc-air 배터리로 하루 16시간씩 사용할 경우 2주일 이상을 사용할 수 있다.
전체 신호 경로에서의 SNR은 72dB, THD는 -45dB이다.
