This paper introduce low power ECG sensor using only Continuous Time-Delta Sigma Modulator(CT-DSM). Electrocardiography(ECG) is electrical signal of the heart over a period of time. Cardiovascular diseases, such as arrhythmia are non-periodic signal. So long time ECG monitoring is necessary. Thus, low power ECG sensor is needed. Conventional ECG sensor has High Pass Filter(HPF), Instrumentation Amplifier(IA), Variable Gain Amplifier(VGA), Low Pass Filter(LPF), Analog to Digital Converter(ADC), etc. We implement ECG sensor using only CT-DSM with wide input linear range Gm-C integrator. CT-DSM with second-order Gm-C loop filter and 1bit comparator is implemented in a 65 nm CMOS process. The power consumption is 1.44 uW from a 1.2 V supply. Without additional signal gain, CT-DSM achieved 39 dB SNDR for 1 mV input signal.
이 논문은 연속 시간 델타 시그마 모듈레이터를 이용한 심전도 센서의 설계에 관한 내용이다. 심전도 신호는 심장의 이상 유무를 확인할 수 있는 심장의 전기적 신호이다. 심장질환을 확인할 수 있는 부정맥 등의 신호는 비주기적으로 발생하기 때문에, 심전도 신호의 오랜 관측이 필요하다. 따라서 저 전력 구동의 심전도 센서 설계가 필수적이다. 기존에 연구된 심전도 센서는 고역필터, 계측증폭기, 가변증폭기, 저역필터, 아날로그-디지털 변환기 등 여러 아날로그 회로가 필요하다. 본 연구에서는 넓은 입력선형영역을 가지는 Gm-C 적분기를 이용한 연속 시간 방식의 델타 시그마 모듈레이터를 설계하였고, 설계된 델타 시그마 모듈레이터만을 이용하여 기존의 연구 대비 작은 면적, 저 전력 구동 심전도 센서를 구현하였다. 연속 시간 델타 시그마 모듈레이터는 2차 Gm-C 적분기와 1bit 비교기를 포함하고 CMOS 65 nm 공정에서 설계되었다. 1.2V 전원전압에서 전력소모는 1.44 uW이다. 신호의 추가적인 증폭 없이 1 mV 신호에 대한 연속 시간 델타 시그마 모듈레이터의 SNDR은 39 dB이다.
