A 5.5 μW 42nV/√Hz Chopper stabilized Amplifier for Biomedical Application with Input Impedance Enhancement

The continuous real-time monitoring of diverse physical parameters using biosignals like ECG and EEG requires the biomedical sensors. Such sensor consists of analog frontend unit for which low noise and low power Operational transconductance amplifier (OTA) is essential. In this paper, the novel chopper-stabilized bio-potential amplifier is proposed. The chopper stabilization technique is used to reduce the offset and flicker noise. Further, the OTA is likewise comprised of a method to enhance the input impedance without consuming more power. Also, the ripple reduction technique is used at the output branch of the OTA. The designed amplifier consumes 5.5 μW power with the mid-band gain of 40dB. The pass-band for the designed amplifier is 0.1Hz to 1KHz. The input impedance is likewise boosted with the proposed method. The noise is 42 nV/√Hz with CMRR of 82 dB. All simulations are carried out in 180nm parameters

Diseño de un lazo de realimentación DSL para la eliminación del offset del electrodo en un amplificador capacitivo de instrumentación chopper que opera con voltaje de alimentación de 1V para electrocardiogramas

El presente trabajo de investigación desarrolla el diseño de un lazo de realimentación Servo DC (DSL), el cual buscará ser acoplado a un amplificador capacitivo de instrumentación Chopper para su uso en dispositivos wearables; por ello se limita el voltaje de alimentación a un valor de 1V. La señal principal a analizar será la de electrocardiografía (ECG), obtenida por medio de electrodos presentes en el dispositivo; sin embargo, debido a estos receptores se introduce una señal no deseada denominada como: el offset DC del electrodo (EDO). El DSL fue desarrollado como un circuito integrado, el cual funciona como integrador, filtrando la señal que se desea atenuar, de tal forma que esta realimentación interactúe con la señal de ECG, reduciendo el EDO que presenta antes de entrar a la etapa de amplificación. Por ello, se realiza el diseño del bloque integrador en una topología “fully differential” compuesto por 3 componentes principales: el transconductor (GM), el Amplificador Operacional (GM_DSL) y los capacitores del integrador (CINT). Este será desarrollado en la tecnología TSMC 180 nm; con el uso del software “Virtuoso Squematic Suite” y “Analog Design Enviroment XL” de Cadence. Las simulaciones utilizadas para este trabajo fueron: la transitoria, DC, AC y corner PVT. Dentro de los resultados obtenidos se obtuvo un GM de 390.21 pS, un GM_DSL con ganancia DC 88.8 dB y se seleccionaron capacitores CINT de 125 pF; estableciendo de esta forma una primera frecuencia de corte del circuito general alrededor de 0.5 Hz. Dicho valor es el adecuado, puesto que a magnitudes mayores que esta, comienza la señal de biopotencial ECG

Diseño de un circuito de rechazo de rizado para un amplificador chopper de señales neuronales con voltaje de alimentación menor a 1v

El presente trabajo de tesis consiste en el diseño de un circuito de rechazo de rizado para un amplificador chopper de señales neuronales con voltaje de alimentación menor a 1V. Este diseño está orientado a trabajar en un sistema de adquisición de señales neuronales, capaz de detectar la actividad de una sola neurona, de modo que las señales a acondicionar presentan frecuencias que van de 100 Hz a 10 KHz y amplitudes que alcanzan valores entre 10��V y 1mV. Se plantea que el diseño del circuito propuesto sea capaz de operar con la tecnología de proceso TSMC 180nm y se utilizará la herramienta de software Cadence para efectuar las simulaciones necesarias. Para introducir el presente estudio en la tendencia actual de utilizar electrónica de bajo valor de voltaje de alimentación, se propone como requerimiento utilizar tensiones eléctricas menores a 1V, lo cual involucra un desafío, pues se reduce el rango de operación lineal de los transistores que incluye el diseño

Interface Circuits for Microsensor Integrated Systems

ca. 200 words; this text will present the book in all promotional forms (e.g. flyers). Please describe the book in straightforward and consumer-friendly terms. [Recent advances in sensing technologies, especially those for Microsensor Integrated Systems, have led to several new commercial applications. Among these, low voltage and low power circuit architectures have gained growing attention, being suitable for portable long battery life devices. The aim is to improve the performances of actual interface circuits and systems, both in terms of voltage mode and current mode, in order to overcome the potential problems due to technology scaling and different technology integrations. Related problems, especially those concerning parasitics, lead to a severe interface design attention, especially concerning the analog front-end and novel and smart architecture must be explored and tested, both at simulation and prototype level. Moreover, the growing demand for autonomous systems gets even harder the interface design due to the need of energy-aware cost-effective circuit interfaces integrating, where possible, energy harvesting solutions. The objective of this Special Issue is to explore the potential solutions to overcome actual limitations in sensor interface circuits and systems, especially those for low voltage and low power Microsensor Integrated Systems. The present Special Issue aims to present and highlight the advances and the latest novel and emergent results on this topic, showing best practices, implementations and applications. The Guest Editors invite to submit original research contributions dealing with sensor interfacing related to this specific topic. Additionally, application oriented and review papers are encouraged.