Amplificadores de instrumentação integrados de baixo consumo e baixo ruído para aplicações portáteis voltadas ao tratamento de biosinais

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Viana, Nayana Letícia de Morais
• Orientador(a): Belfort, Diomadson Rodrigues
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Amplificador de instrumentação; Amplificador operacional de transcondutância; Circuitos integrados; Biopotenciais; Pseudo-resistores
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27781

Este trabalho apresenta algumas propostas de amplificadores de instrumentação de baixo consumo e baixo ruído, voltados para o condicionamento de biopotenciais, utilizando a tecnologia CMOS 0,5 µm. Inicialmente é apresentado um referencial teórico acerca do tratamento de biopotenciais voltados a aplicações vestíveis e/ou portáteis. Em seguida, é feita uma revisão do estado da arte para as arquiteturas de amplificadores de instrumentação voltados para baixo consumo e baixo ruído, bem como, realizado um estudo acerca dos tipos de pseudo-resistores presentes na literatura. Feito isso, é apresentada a metodologia empregada para a realização desse trabalho. Foram selecionadas duas arquiteturas de OTA (Amplificador Operacional de Transcondutância) para se realizar um comparativo em relação ao ruído e ao consumo, são elas: Folded-Cascode e Current-Mirror. A arquitetura Current-Mirror mostrou um melhor comportamento em relação ao consumo e ganho, enquanto que a Folded-Cascode se comportou melhor em relação ao ruído. É também proposta uma metodologia para análise comparativa de pseudo-resistores, de modo a se escolher um que atenda de forma ótima os requisitos de alta resistência e baixa variabilidade com a tensão. Foram implementados três amplificadores de instrumentação: dois amplificadores com um estágio (single-ended e fully-differential), e um com dois estágios, de modo a atender requisitos de ganho e frequência para toda a faixa de tratamento de biopotencias. Os resultados obtidos mostram que as três configurações atendem as especificações para utilização em sistemas de aquisição de baixo consumo e baixo ruído para aplicações portáteis voltadas ao tratamento de biosinais.