Electronique pour Objets Connectés
Electronics for Connected Objects

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Thèse soutenue le 12 septembre 2014

Umberto Cerasani
Directeur Thèse EpOC Gilles Jacquemod -  William Tatinian (LEAT)
Titre

Modeling and optimization of a low power transceiver for cochlear implant

Résumé

La modélisation comportementale de la partie externe d'un implant cochléaire a été réalisée avec le logiciel Matlab. L'étude du canal de transmission et sa moélisation utilisant des modèles électriques de tissus biologiques ont été effectuées ainsi que l'étude du niveau de bruit introduit par le canal. Ceci a permis la définition complète du cahier des charges du récepteur RF.
En utilisant les spécifications de l'émetteur RF et les résultats théoriques obtenus liés à la modélisation du canal, trois types d'architectures diverses pour le récepteur ont été comparés en terme de puissance consommée et de facteur de bruit. L'architecture retenue a été implémentée en Matlab afin de modéliser la chaîne de réception complète. Cette modélisation a permis l'extraction théorique des paramètres critiques ainsi que l'évaluation des blocs à optimiser. Le test approfondi du récepteur est capital considérant la difficulté d'extraction de celui-ci une fois implanté. Deux types de modulations différentes sont réalisés à l'émission : une modulation PWM, ainsi qu'une modulation OOK, conformément aux travaux de thèse de Yannick Vaiarello. Un travail important sur la modélisation du bruit de phase et du jitter correspondant, des oscillateurs associés à ces modulations, a permis de déterminer les limitations en terme de précision du signal PWM.
La dernière contribution à l'amélioration des implants cochléaires a porté sur la modélisation électrique du fil d'électrodes et son interface avec la cochlée, en se basant sur la spectroscopie d'impédance électrochimique des tissus biologiques. De plus, un nouveau modèle analogique décrivant la propagation de l'information nerveuse a été développé et pourrait permettre une étude complémentaire des connections neuronales.