Aktuelle Projekte

Data Compression Techniques for Brain Machine Interfaces

M. Pagin: In last decades development of Brain Machine Interfaces (BMIs) became more and more widespread. The technology allows recording of electrical activity in the brain, to further understand its complex dynamics. But not just for pure research, BMIs offer a bridge between thoughts and actions, robotic prosthesis activated by “thoughts” have already been tested on human patients ... [ more ]

Ultra-low Power, Wide Bandwidth Continuous-time Sigma Delta Analog to Digital Converter Design

A. Jain: Continues time delta sigma modulators (CTDS) have recently become the key device for broadband wireless and wireline communication.  Due to there built in anti-aliasing filter and the ability to have relaxed sampling requirements the CTDS modulators are preferred over there discrete time counterparts ... [more]

IC design for an Optical Transcutaneous Telemetric Link

M. Haas:  In recent years, brain machine interfaces enable scientists to observe and record neural activity. In some cases neural stimuli can also be applied to partially restore lost neural functionality.  Such interfaces require means of bidirectional wireless communication between the brain implant and the outside world without the risk of inflammation ...  [more]

Physical Unclonable Functions (PUFs)

A. Herkle: Im Lauf des letzten Jahrzehnts haben Physikalisch Unklonbare Funktionen (PUFs) sich als fester Bestandteil auf dem Gebiet der Kryptographie und der Authentifizierung etabliert. Diese basieren auf physikalischen Abweichungen, die sich aufgrund beschränkter Präzision während des Herstellungsprozess ergeben. PUFs bieten daher hervorragende Eigenschaften für die genannten Forschungsfelder, inbesondere Einzigartigkeit, Unvorhersagbarkeit und Unklonbarkeit ... [ mehr]

Blocker and Jitter-Tolerant Continuous-Time Sigma-Delta ADCs

J. Chi: Continuous-time (CT) Sigma-Delta ADCs are a promising candidate for high-speed receiver applications, such as software-defined radio (SDR), due to its inherent anti-aliasing and signal filtering, potential lower power consumption because of less stringent requirements on Op-Amps, and easy reconfigurability ... [ more]

High resolution SAR ADC employing Sigma Delta DACs

A. Al Marashli: ADCs are essential building blocks for almost all electronic systems, they represent the key element that allows the digital representation of any electrical signal located in the analog domain, and hence these by-nature analog signals could be processed by the latest sophisticated digital processing units only after well A/D conversion in the ADCs ... [ more]

CMOS Circuits for Multi-Channel, Bidirectional Neural Interfaces

M. Haas: Bidirectional, neural interfaces are a tool which is widely used in the study of the complex interconnections between neurons within the brain. To understand the activity of neural cells, nervous tissue is first stimulated with a current or voltage signal and afterwards its electrical activity is observed ... [more]

IC-based electron spin detection for biomedical and material science applications

J. Anders: Methods based on the electron spin resonance (ESR) effect are amongst the most powerful analytical techniques in medicine as well as in the natural and material sciences because they enable to study the structure, dynamics and spatial distribution of paramagnetic species in a large variety of samples. In this context, the main goal of this project is to improve and/or to enhance ... [more]

Frequency-sensitive High-field ESR using CMOS LC Tank Oscillators

J. Anders: The main objective of the this project is to develop fully-integrated CMOS detectors for combined amplitude- and frequency-sensitive ESR experiments at B0-field strengths between 1.25 and 3 T in order to improve the state-of-the-art in spin sensitivity by at least one order of magnitude and thereby enable a speed-up of the analysis of mass limited biological samples ... [more]

Integrierte Ausleseelektronik für kombinierte Hochgeschwindigkeits-Raster-Ionenstrom-Mikroskopie und hochauflösende Patch-Clamp Experimente

J. Anders: Die Möglichkeit zur Bildgebung im Nichtkontaktmodus mit subzellulären Auflösungen machen die Rasterionenstrommikroskopie (engl. „scaning ion coductance microscopy“ (SICM)) zu einem vielversprechenden Verfahren für Untersuchungen im Bereich der Molekularbiologie. Kürzlich eingeführte Neuerungen im Bereich der Probenköpfe in Kombination mit neuen Bildgebungsmodi haben dabei die Auflösung, die Stabilität ... [mehr]

Messung neuronaler Aktivität mit kombinierten, multifunktionalen Mikro NMR Proben und Mikroelektroden

J. Anders: Konventionelle fMRT Experimente basieren auf dem BOLD-Effekt, der die Messung neuronaler Aktivität über die korrespondierenden lokalen Suszeptibilitätsveränderungen ermöglicht. Diese werden in der Regel mit Hilfe T2*-gewichteter EPI Sequenzen gemessen, wobei eine zeitliche Auflösung im Bereich von Sekunden und räumliche Auflösungen im Mikroliterbereich erzielt werden. Das beantragte Forschungsprojekt zielt auf die Überwindung dieser Beschränkungen in der zeitlichen und räumlichen Auflösung, um so feinere Details der neurovaskulären Kopplungskaskade untersuchen zu können ... [mehr]

Verteilte CMOS Sensorarrays zur Korrektur gradienteninduzierter Artefakte in der Hochfeld-MRT

J. Anders: Moderne Forschungs-Magnetresonanztomographie- (MRT-) Scanner mit sehr hohen statischen Magnetfeldern von mehr als 7 T eröffnen die Möglichkeit zur MR-basierten Bildgebung mit signifikant verbesserten Auflösungen im Vergleich zu konventionellen Systemen mit Feldstärken zwischen 1,5 T und 3 T. Allerdings verhindern oftmals Nichtidealitäten in Form von Verzerrungen in den Gradientenfeldern, also den örtlich veränderlichen Magnetfeldern zur Positionskodierung des MRT-Signals, das Erreichen der theoretisch möglichen Bildqualität ... [mehr]

Adaptierbare Architekturen für Mikrocontroller-Bausteine

E. Schubert: Moderne, verteilte Regelsysteme (wie z.B. Cyber-Physical Systems) benötigen eine schnelle Adaptierbarkeit der mikroelektronischen Bauteile. Mit Fokus auf Methoden zur Implementierung von unterschiedlichen analogen und digitalen I/O Standards in frei verfügbaren Bauteilen wie FPGAs, untersuchen wir die optimale Realisierung der gesamten Signalstrecke einschließlich Signalkonditionierung für Sensoren, Signalverarbeitung und -visualisierung, sowie Leistungsansteuerungen für Aktoren ... [mehr]

Circuit design for a subretinal stimulator

H. Kaim, S. Gambach, H. Schütz: In this project we develop CMOS circuits optimized for the usage in medical implants. The emphasis is on low-power, optimized silicon area, and optimized performance ... [more]

Feld-Programmierbare Analoge Bausteine (FPAAs)

J. Becker: Es existieren viele Versuche, die aus der digitalen Domäne bekannten rapid-prototyping Techniken auf analoge Schaltungen anzuwenden. Das Ziel unserer Arbeit ist einen feld-programmierbaren analogen Baustein zu entwickeln, der für die rekonfigurierbare Implementierung von zeitkontinuierlichen analogen Hochfrequenzfiltern auf integrierten Schaltungen geeignet ist ... [mehr]