Amplificateur à verrouillage numériquement programmable en CMOS pour les applications biologiques

Ce travail propose un nouveau système de détection EEG basé sur un amplificateur à verrouillage CMOS à gain programmable. L'amplificateur à verrouillage proposé est constitué de cinq étages : les premier et quatrième étages sont des multiplicateurs à 4 quadrants avec un gain de 8 dB, le deuxième étage est constitué de deux amplificateurs d'instrumentation (IA) programmables en cascade, tandis que le troisième étage est un filtre passe-bande (BPF) centré à 1 kHz avec un gain de 7 dB, et le dernier étage est un filtre passe-bas (LPF) avec un gain de 30 dB et une bande passante de 150 Hz. Un bloc de construction de base est l'amplificateur opérationnel de transconductance à sortie équilibrée programmable numériquement (DPOTA), qui est utilisé dans ce travail pour réaliser les filtres et l'IA en utilisant la technologie CMOS 0.25-µm. L'amplificateur à verrouillage proposé est caractérisé par un large gain programmable allant de 48dB à 92dB, une faible consommation d'énergie de 71 µW au réglage de gain maximal, et un faible bruit référencé d'entrée de 383nV/¿Hz @ 20Hz. Des simulations PVT et Monte Carlo sont également réalisées pour montrer la robustesse de l'amplificateur à verrouillage proposé comme un bon candidat pour les systèmes de détection EEG.