科创中国

本发明涉及芯片电路技术领域，特别涉及一种视网膜假体专用芯片ADC电路，该电路包括采样开关模块、电容阵列模块、动态比较器、数字控制逻辑模块和数字矫正模块；电容阵列模块包括P端电容阵列和N端电容阵列，P端电容阵列包括多个并联的第一电容，每个第一电容与第一控制开关连接；N端电容阵列包括多个并联的第二电容，每个第二电容与第二控制开关连接；动态比较器的同向端与P端电容阵列的末端电容连接，动态比较器的反向端与N端电容阵列的末端电容连接；数字控制逻辑模块与动态比较器的输出端连接；数字矫正模块与数字控制逻辑模块的输出端连接。本发明提供的ADC电路用于将传感器模拟信号转换为数字信号，实现低功耗高分辨率。

1.一种视网膜假体专用芯片ADC电路，其特征在于，包括： 采样开关模块；所述采样开关模块包括第一采样开关和第二采样开关，所述第一采样开关输入P端采样模拟信号，所述第二采样开关输入N端采样模拟信号； 电容阵列模块；所述电容阵列模块包括对称分布的P端电容阵列和N端电容阵列，所述P端电容阵列包括多个并联的第一电容，每个所述第一电容的一端与第一控制开关连接，另一端与所述P端采样模拟信号连接；所述N端电容阵列包括多个并联的第二电容，每个所述第二电容的一端与第二控制开关连接，另一端与所述N端采样模拟信号连接； 动态比较器；所述动态比较器的同向端与所述P端电容阵列的末端电容连接，所述动态比较器的反向端与所述N端电容阵列的末端电容连接； 数字控制逻辑模块；所述数字控制逻辑模块的输入端与所述动态比较器的输出端连接；数字矫正模块；所述数字矫正模块的输入端与所述数字控制逻辑模块的输出端连接。

目前视网膜疾病AMD(老年性黄斑变性)和RP(视网膜色素变性)通过药物不能完全治愈，需要视网膜假体植入技术进行治愈，绕过受损的光感受器直接与剩余的视网膜内神经元相连，帮助视网膜受损患者恢复视觉。视网膜假体芯片，作为一个可植入的集成电路芯片，需要满足几个关键功能:低功耗、体积小、对患者组织无风险、寿命长、可靠性好、集成度高。在实现功能上，需要接收外部数据和能量并控制产生恒定的刺激电流。与其它植入芯片相比，视视网膜假体需要满足更严格的要求：1.电极数量增加与芯片面积的折中，同时电极数量增加给各路信号同时性带来困难；2.由于物理电极尺寸小，阻抗大，需要较高的输出电压，以得到合适的输出电流；3.对于视网膜植入芯片，需要考虑其可靠性和安全性。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

本申请实施例提供了一种视网膜假体专用芯片ADC电路及芯片，该电路包括采样开关模块、电容阵列模块、动态比较器、数字控制逻辑模块和数字矫正模块。该电路能够集成于视网膜假体芯片，将传感器模拟信号转换为数字信号，进行反馈控制，以实现低功耗高分辨率。该电路结构是一种改进的低功耗SAR ADC结构，采样开关采样率为1Msps，提高了采样速率；电容阵列模块可以采用monolithic电容阵列结构，比传统电容阵列节省80％的动态功耗；动态比较器能够省略预放大级可以省去静态功耗。在三个方面同时省下功耗，可以大大降低ADC功耗，便于植入视网膜芯片的集成。同时加入数字校准结构，利用数字的线性补偿，电路转换中出现的误差进行补偿，以达到高精度要求。本申请实施例在传统模数转换电路基础上，优化开关电容时序方案，控制比较器功耗，实现低功耗较高分辨率的电路设计。

上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。