1.一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:包括NEO电路、峰值检测器、峰值保持电路、谷值保持电路、谷值检测器、峰值电压比较器、谷值电压比较器、延时窗口电路、加法器和计数器;
输入的待检信号通过NEO电路处理产生适合的正阈值和负阈值,通过峰值保持电路和谷值保持电路将正阈值和负阈值传递给峰值电压比较器和谷值电压比较器,待检信号分别通过峰值检测器和谷值检测器,再由峰值电压比较器和负向电压器与正阈值和负阈值进行比较,检测到负阈值,再通过窗口延时电路,只有在窗口期内捕获到正峰值时并且超过正阈值,从而实现对动作点位的认证检测,接着用加法器将正负峰叠加在一起,之后输出合成的检测结果,从检测结果中可以看出正负峰的时间差,算出动作电位周期,最后通过计数器完成对待检信号中含有的动作电位数量的计数,实现基于非线性能量算子的自适应双阈值的动作电位检测。
2.根据权利要求1所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:NEO电路输入端与信号输入端相连,输出端输出正阈值和负阈值;谷值保持电路输入端与NEO电路的输出端相连,输出端保持谷值输出;峰值保持电路输入端与NEO电路的输出端相连,输出端保持峰值输出;谷值检测器输入端与信号输入端相连,输出端输出检测出的输入信号出现的谷值;峰值检测器输入端与信号输入端相连,输出端输出检测出的输入信号出现的峰值;谷值电压比较器输入端分别同谷值保持电路输出端和谷值检测器的输出端相连,输出端输出动作电位信号的检测结果;峰值电压比较器输入端分别同峰值保持电路输出端和峰值检测器的输出端相连,输出端输出动作电位信号的检测结果;延时窗口电路的输入端与谷值电压比较器输出端相连,输出端输出延时的信号;加法器输入端分别同延时窗口电路的输出端和峰值电压比较器的输出端相连,输出端输出合成的新信号;计数器输入端和加法器的输出端相连,输出端输出检测到动作电位的数量。
3.根据权利要求1所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:峰值保持电路、谷值保持电路、峰值电压比较器、谷值电压比较器、延时窗口均具有单端输入、单端输出,峰值检测器、谷值检测器和加法器具有两个输入端、一个输出端。
4.根据权利要求1所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:峰值检测器和谷值检测器的结构相同,峰值保持电路、谷值保持电路的结构相同。
5.根据权利要求4所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:谷值检测器包括电阻R20401、电阻R20402、电阻R20403、电容C20404、二极管D20405、二极管D20406、NMOS管M20407、一个双端输入单端输出的运算放大器gm1;其中,电阻R20401阻值为100kΩ,电阻R20402阻值为100MΩ,电阻R20403阻值为1Ω,电容C20404容值为1μF,二极管D20405和二极管D20406的W/L=10μm/10μm,M20407的W/L=2μm/350nm。
6.根据权利要求5所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:谷值检测器中,R20401的一端连接输入信号Vin204,另一端连接运算放大器gm1的同相输入端,检测过程中,Vin204减小,运算放大器gm1输出负电压,二极管D20405导通,二极管D20406截止,电容C20404开始充电;当电容充电电压小于Vin204时,运算放大器gm1输出正电源电压,二极管D20405截止,二极管D20406导通,电容C20404开始放电;电容放电到大于Vin204,然后二极管D20405导通,二极管D20406截止;重复这个过程,直到电容充到谷值左右;运算放大器gm1的反相输入端接电阻R20402和二极管D20405,运算放大器gm1的输出端通过二极管D20406反馈到运算放大器gm1的反相输入端,谷值检测器204的输出端即为谷值电压比较器206的输入信号正端。
7.根据权利要求1所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:谷值电压比较器包括NMOS管M20601、M20602、M20603、M20604、M20605、M20606、M20607、M20608、M20609,PMOS管M20610、M20611、M20612、M20613、M20614、M20615、M20616、M20617,施密特触发器S20618、反向器F20619、F20620和电阻R20621;其中,NMOS管M20601的W/L=5μm/5μm,NMOS管M20602的W/L=40μm/5μm,NMOS管M20603、M20608的W/L=10μm/5μm,NMOS管M20604、M20607的W/L=8μm/3μm,NMOS管M20605、M20606的W/L=4μm/3μm,NMOS管M20609的W/L=8μm/180nm,PMOS管M20610、M20311的W/L=5μm/5μm,PMOS管M20612的W/L=10μm/5μm,PMOS管M20613的W/L=8μm/180nm,PMOS管M20614的W/L=40μm/5μm,PMOS管M20615的W/L=1μm/5μm,PMOS管M20616、M20617的W/L=10μm/1.5μm,电阻R20621的阻值为292Ω。
8.根据权利要求7所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:谷值电压比较器中,输入电压Vin206连接PMOS管M20616的栅极,电压Vin206即为Vout204,Vin206连接PMOS管M20617的栅极;NMOS管M20601栅极与漏极、PMOS管M20610的漏极相连,NMOS管M20601栅极与M20602栅极相连,NMOS管M20601的源极和电阻R20621相连,NMOS管M20603的源极、M20604栅极与漏极、M20605的漏极、M20606的栅极、PMOS管M20616的漏极相连,NMOS管M20605的栅极、M20606的漏极、M20607漏极、M20606栅极与漏极、M20608的栅极、PMOS管M20617的漏极相连,NMOS管M20608的漏极、M20609的漏极、PMOS管M20615的漏极、施密特触发器S20618的输入端相连,NMOS管M20609的栅极、PMOS管M20617的栅极、使能端EN206相连,PMOS管M20610的栅极、M20611栅极与漏极、M20613的漏极、M20614的漏极、NMOS管M20602的漏极相连,PMOS管M20612的栅极、M20615的栅极相连,PMOS管M20612的漏极、NMOS管M20603的漏极相连,PMOS管M20614的漏极、M20616的源极、M20617的源极相连,NMOS管M20601的源极、M20603的源极、M20604的源极、M20605的源极、M20606的源极、M20607的源极、M20608的源极、M20609的源极接地,PMOS管M20610的源极、M20611的源极、M20612的源极、M20613的源极、M20614的源极、M20615的源极接电源,施密特触发器S20618的输出端与反向器F20619的输入端相连,反向器F20619的输出端与反向器F20620的输入端相连,反向器F20620的输出端即为谷值,电压比较器的输出端;该谷值电压比较器的输出端Vout206即为延时窗口电路的输入端。
9.根据权利要求1所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:延时窗口电路包括PMOS管M20701、M20702、M20703,NMOS管M20704、M20705,施密特触发器S20706、反向器F20707、F20708;其中,PMOS管M20701、M20702、M20703的W/L=500nm/10μm,NMOS管M20704的W/L=10μm/500nm,NMOS管M20705的W/L=30μm/20μm。
10.根据权利要求9所述的一种用于动作电位检测的基于非线性能量算子的自适应双阈值发生器,其特征在于:延时窗口电路中,PMOS管M20701的漏极、M20702的源极相连,PMOS管M20702的漏极、M20703的源极相连,PMOS管M20703的漏极、NMOS管M20704的漏极、NMOS管M20705的栅极、施密特触发器S20706的输入端相连,NMOS管M20704的源极、NMOS管M20705的源极和漏极相连接地,PMOS管M20701的栅极、M20702的栅极、M20703的栅极、NMOS管M20704的栅极、延时窗口电路的输入端Vin207相连,施密特触发器S20706的输出端与反向器F20707的输入端相连,反向器F20707的输出端与反向器F20708的输入端相连,反向器F20708的输出端输出的即为延时后的结果;该延时窗口电路的输出端Vout207即为加法器的输入端。