Projeto de um filtro Gm-C aplicado a neuroestimuladores utilizando uma nova topologia de transcondutor
Resumo
Este trabalho de conclusão apresenta o projeto de um filtro Gm-C aplicado a sistemas de estimulação,
particularmente na medição do desbalanceamento de cargas na interface eletrodos-tecido. O filtro
é baseado no uso de um novo conceito de transcondutor chamado de RCT - Transcondutor Cascode
Reverso. Por meio desta nova topologia, transcondutâncias ultra-baixas, na ordem de pA/V, podem ser
alcançadas, permitindo a realização de filtros Gm-C com grandes constantes de tempo mantendo valores
de capacitores na ordem de femto-Farads. A inovação apresentada neste projeto está na aplicação
da clássica topologia cascode telescópico utilizando o sinal de tensão de entrada através do terminal que
usualmente seria utilizado como saída. Deste modo, a alta impedância característica do circuito serve
como principal mecanismo na conversão do sinal de tensão de entrada em correntes na ordem de femto-Amperes. Para validação tanto do novo conceito de transcondutor como também do filtro implementado
a partir deste, foram realizadas simulações de caracterização, verificando a partir destas, uma transcondutância
gm ≅ 0,7pA/V. Esta transcondutância permitiu a realização de um filtro Butterworth passa-baixas
de segunda ordem com frequência de corte de 8mHz. Provendo resultados bastante satisfatórios, o novo
conceito de transcondutor demonstrou ter grande potencial não só na aplicação em sistemas biomédicos,
mas também em áreas do conhecimento onde grandes constantes de tempo são exigidas. Os circuitos foram
propostos utilizando a tecnologia de processo CMOS UMC-130nm, porém, devido às simplicidades
oferecidas na implementação poderão ser projetados nas mais diversas tecnologias.
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