Desenvolvimento de um amplificador de baixo ruído para sinais provenientes de matrizes multi-eletrodos (MEAs) : Development of a low noise amplifier for micro-electrodes array (MEA) signals

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pancotto, Catherine, 1991-
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632472
Resumo: Orientadores: Jacobus Willibrordus Swart, Sebastian Yuri Cavalcanti Catunda
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A implementação desse sistema utilizando componentes discretos é geralmente mais susceptível ao ruído do que alternativas integradas, o que, consequentemente pode comprometer a confiabilidade dos dados adquiridos. Desta forma, sugere-se a implementação em circuito integrado do sistema de aquisição como forma de reduzir a susceptibilidade ao nível de ruído, melhorando a qualidade do sinal, além da redução do tamanho físico dos circuitos. Tal solução, além de tornar o sistema e seus resultados mais confiáveis, proporcionará uma maior mobilidade ao sistema e permitirá estudos em longo prazo, o que não é possível ainda com o sistema discreto atual, além de permitir o desenvolvimento de neuroimplantes no futuro. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um circuito front-end integrado de condicionamento de sinais biomédicos implementado na tecnologia 0.5 um da ON Semiconductors e que é composto por um amplificador de baixo ruído com alto ganho e filtro passa-banda na faixa de mHz a kHz. O amplificador proposto obteve uma redução de uma ordem de grandeza em área, comparado aos circuitos de referência, mantendo o nível de ruído abaixo do inserido pelos eletrodos. Além disso, o amplificador possui uma grande banda e atinge o ganho de 40 dB e um CMRR acima dos apresentados pelos demais. A frequência de corte baixa é abaixo de 0.5 Hz e a frequência de corte alta é na ordem de mega-Hertz. uma configuração de pseudo-resistor utilizando a corrente de espalhamento do transistor PMOS em acumulação (diodo de dreno) foi proposta e valores na ordem de T? foram obtidosAbstract: Electrophysiological signals from microelectrode arrays (MEAs) have low amplitude and wide frequency range, and it is necessary that these characteristics be taken into account in the devel-opment of a system responsible for the acquisition of these signals and subsequent communication with the PC. The implementation of this system using discrete components is generally more sus-ceptible to noise than integrated alternatives, which, consequently, can compromise the reliability of the acquired data. In this way, it is suggested the implementation in integrated circuit of the ac-quisition system as a way to reduce the susceptibility to the noise level, improving the quality of the signal, besides the reduction of the physical size of the circuits. Such a solution, in addition to mak-ing the system and its results more reliable, will provide greater mobility to the system and will allow long-term studies, which is not possible with the current discrete system, besides allowing the development of neuroimplants in the future. In this paper we present the development of an inte-grated front-end conditioning circuit for biomedical signals, which consists of a low gain amplifier with high gain and bandpass filter in the range of mHz to kHz implemented in ON Semiconduc-tors¿ 0.5 um technology. The proposed amplifier obtained a reduction of one order of magnitude in area, compared to the reference circuits, keeping the noise level below of the inserted by the electrodes. In addition, the amplifier has a large frequency spectrum, achieves the gain of 40 dB and a CMRR above those presented by the others was also obtained. The low cut-off frequency is below 0.5 Hz and the high cut-off frequency is in the order of mega-Hertz. A pseudo-resistor configuration using the scattering current of the PMOS transistor in accumulation (drain diode) was proposed and values in the order of T? were achievedMestradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaMestra em Engenharia ElétricaCNPQ130073/2016-4[s.n.]Swart, Jacobus Willibrordus, 1950-Catunda, Sebastian Yuri CavalcantiManêra, Leandro TiagoDestro Filho, João BatistaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPancotto, Catherine, 1991-20172017-08-21T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (75 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632472PANCOTTO, Catherine. Desenvolvimento de um amplificador de baixo ruído para sinais provenientes de matrizes multi-eletrodos (MEAs): Development of a low noise amplifier for micro-electrodes array (MEA) signals. 2017. 1 recurso online (75 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632472. 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