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JSSC 2022第3期RF & Wireless180nmNeural Interface

A Wireless Somatosensory Feedback System Using Human Body Communication Han Hao

基于人体通信的无线体感反馈系统，用于瘫痪手部触觉恢复
180nm CMOS, 36.4 pJ/bit, 60 pJ/bit, 1.2 Mbps
人体通信体感反馈神经刺激OOK接收器FSK接收器
▸创新点1：采用人体通信技术实现高效无线链接（系统创新）。通过利用低损耗的人体信道，实现了多个高效无线链接，显著降低了能量消耗和系统复杂度，适用于可穿戴设备。
▸创新点2：自干扰容忍的OOK接收器设计（电路创新）。采用mixer-first架构，实现了71-dB的自干扰抑制能力，在-61-dBm输入RF功率下，能耗仅为36.4 pJ/bit，面积仅为0.065 mm²。
▸创新点3：温度稳定的FSK接收器设计（电路创新）。基于注入锁定松弛振荡器，实现了0.17 mm²的小面积和60 pJ/bit的低能耗，在1.2 Mbps数据速率和2.2 MHz FSK电平差下稳定工作。
▸创新点4：可重构功率/FSK发射器和电荷平衡神经刺激器设计（系统创新）。提供了灵活的发射模式和安全的神经刺激方案，进一步增强了系统的实用性和可靠性。
Abstract
This article presents the first integrated somatosensory feedback system based on human body communication (HBC). The proposed wireless system, which is implemented using a 180-nm CMOS process, composed of a wrist device, a brain stimulator device (BSD), and an artificial mechanoreceptor, is designed to restore the sense of touch to a paralyzed hand through tactile sensing and neural stimulation. By utilizing the HBC technique, multiple highly efficient wireless links are realized through the low l