Ingeniería Electrónica
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de un amplificador CMOS basado en un par diferencial complementario para adquisición de señales neuronales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-12-07) Bravo Pacheco, Diego Alessandro; Saldaña Pumarica, Julio CésarEn el presente trabajo de tesis se desarrolla el diseño de un amplificador de instrumentación CMOS de 180 nm basado en un par diferencial complementario en sistemas de adquisición de señales neuronales. Estas señales pueden poseer una magnitud en el rango de microvoltios a decenas de milivoltios, con una frecuencia de hasta 10 kHz. La topología utilizada es fully differential de dos etapas, basado en un par diferencial complementario. Además, se incluye una etapa AC-coupled para reducir el offset del electrodo. Se hace énfasis en obtener un amplificador que disipe baja potencia y de bajo ruido referido a la entrada, siendo este último requerimiento establecido en ser menor o igual a 5 μVRMS. Se emplea la tecnología TSMC 180 nm en el software Virtuoso de Cadence, donde se realiza el diseño y la simulación del trabajo. Se emplea una fuente de alimentación de 1.2 V. Los resultados de la simulación muestran una ganancia en lazo abierto de 105.87 dB, una ganancia en lazo cerrado de 40 dB, un margen de fase de 88.0417º y un ruido referido a la entrada de 4.047 μVRMS.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un amplificador de ganancia programable multicanal CMOS para aplicaciones en sistemas de adquisición de señales neuronales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-03) Yllahuamán Bonifas, Kelvin Thomas; Saldaña Pumarica, Julio César; Raygada Vargas, Erick LeonardoEl presente trabajo de tesis desarrolla el diseño de un amplificador de ganancia programable o Program Gain Amplifier (PGA) multicanal destinado para sistemas de adquisición de señales neuronales en electrocorticografía (ECoG). Este diseño ha sido realizado con una tecnología de 0,35 _m con una topología de amplificación OTA de dos etapas Fully Differential Current Buffer Miller con compensación Ahuja y un circuito adicional Common Mode Feedback (CMFB) tipo P, además posee un arreglo capacitivo para obtener las ganancias correspondientes. El voltaje de alimentación usado es de 3,3 V y el voltaje de modo común es de 1,65 V. El desarrollo de este amplificador está destinado para 16 canales de 20 kHz cada uno, obteniendo como finalidad obtener un ancho de banda de 1,6 MHz para todos los canales mencionados. Como resultados se llega a obtener ganancias en lazo cerrado de 0 dB, 6 dB y 12 dB para los factores de amplificación de 1, 2 y 4 respectivamente. Por otro lado, cabe destacar que el PGA posee un margen de fase mayor a 80_ manteniendo la estabilidad del circuito para las amplificaciones mencionadas. Los resultados obtenidos fueron simulados en el software Virtuoso Analog Design Enviroment de CADENCE con uso del simulador Spectre. El presente trabajo de tesis desarrolla el diseño de un amplificador de ganancia programable o Program Gain Amplifier (PGA) multicanal destinado para sistemas de adquisición de señales neuronales en electrocorticografía (ECoG). Este diseño ha sido realizado con una tecnología de 0,35 _m con una topología de amplificación OTA de dos etapas Fully Differential Current Buffer Miller con compensación Ahuja y un circuito adicional Common Mode Feedback (CMFB) tipo P, además posee un arreglo capacitivo para obtener las ganancias correspondientes. El voltaje de alimentación usado es de 3,3 V y el voltaje de modo común es de 1,65 V. El desarrollo de este amplificador está destinado para 16 canales de 20 kHz cada uno, obteniendo como finalidad obtener un ancho de banda de 1,6 MHz para todos los canales mencionados. Como resultados se llega a obtener ganancias en lazo cerrado de 0 dB, 6 dB y 12 dB para los factores de amplificación de 1, 2 y 4 respectivamente. Por otro lado, cabe destacar que el PGA posee un margen de fase mayor a 80_ manteniendo la estabilidad del circuito para las amplificaciones mencionadas. Los resultados obtenidos fueron simulados en el software Virtuoso Analog Design Enviroment de CADENCE con uso del simulador Spectre.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un amplificador de ganancia programable con disipación de potencia adaptada a la ganancia para sistemas de adquisición de señales neuronales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-30) Matos Díaz, Gabriel Armando; Saldaña Pumarica, Julio César; Raygada Vargas, Erick LeonardoEl presente trabajo de investigación consiste en el diseño de un circuito amplificador con ganancia programable (PGA) para ser empleado como una segunda etapa de amplificación en sistemas de adquisición de señales neuronales. La principal estrategia de diseño es aplicar una técnica de escalabilidad de corriente, para disipar solo la potencia necesaria para cada ganancia; además logrando mantener el mismo ancho de banda para cada ganancia seleccionada. El número de ganancias de diseño son ocho, programables mediante tres bits. La topología empleada es fully differential; por ello, se incluye un circuito de realimentación de modo común (CMFB). Así mismo, en los requerimientos se consideran la estabilidad del sistema tanto para el lazo en modo diferencial como el lazo en modo común. La tecnología empleada en el diseño es AMS0.35µm en el software Virtuoso Schematic de la compañía Cadence, donde se realizaron las simulaciones y se validó el funcionamiento del circuito mediante distintos análisis. Entre los resultados obtenidos para el amplificador destacan su ganancia programable entre 6dB y 29dB con disipación de potencia promedio de 1.64µW para una fuente de alimentación de 3.3V.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un amplificador de ganancia programable con reducción de offset para la recepción de señales neuronales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-04-04) Salazar Sedano, Jesús Gabriel; Saldaña Pumarica, Julio César; Raygada Vargas, ErickEn el presente trabajo de tesis se diseña un amplificador de ganancia programable con reducción de offset para ser usado en la recepción de señales neuronales. Estas señales tienen valores de frecuencia y amplitud específicas y relevantes para el presente diseño, con una amplitud de 10uV a 1mV para una frecuencia de 1-10KHz. Con estas consideraciones, el diseño del circuito se basó en una topología Two-stage fully differential Miller-Compensated amplifier. Se emplea la tecnología AMS 0.35um en el software Virtuoso de CADENCE utilizando el simulador Spectre y el entorno de simulación ADE XL para las simulaciones Montecarlo. Los resultados de las simulaciones se validaron en circuitos de testbench, siendo los más significativos, por ejemplo, una ganancia de lazo abierto de 81.1544 dB, ganancia de lazo cerrado de 75.1339 dB para un ancho de banda de 9.494KHz, un margen de fase de 68.8o y un margen de ganancia de 14.4dB, asegurando una estabilidad óptima del circuito. Así mismo, se obtuvo un rango de amplificación de 0-32 dB divididas en 8 ganancias controladas por interruptores basados en puertas de transmisión. Además, se realizó la distribución física del circuito empleando la vista LAYOUT XL de CADENCE. Los presentes resultados se obtuvieron con una alimentación de 3V y un voltaje de entrada en modo común de 1.5V.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un amplificador chopper de señales neuronales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-06-22) Chang Kee Anselmo, Marco Antonio; Monge Osorio, Manuel AlejandroEn el presente trabajo de tesis se diseña un amplificador para ser utilizado como parte de un sistema de adquisición de señales neuronales. La topología elegida para el desarrollo fue la de cascodo plegado de una sola salida (single ended folded cascode), ubicando los moduladores chopper de manera que no haya limitación debido al ancho de banda. Debido a que este trabajo está enfocado a dispositivos implantables, se requiere de un bajo consumo de potencia, así como una pequeña área ocupada. A estos dos requerimientos se suma el de ruido, el cual es de gran importancia al ser esta la primera etapa del sistema. Se utilizó el software CADENCE para realizar distintas simulaciones que comprueban el correcto análisis realizado. Los resultados más importantes previo a la aplicación de la técnica chopper son: el ruido referido a la entrada de 2.92Vrms, con una potencia consumida de 36.78uW utilizando una fuente de alimentación de 3.3V, la ganancia de lazo abierto es de 102.1dB y la ganancia de lazo cerrado es de 45.88dB con un ancho de banda de 7.96kHz. El área ocupada por el circuito es de 0.0073mm2.