Amplificatore a blocco programmabile digitalmente CMOS per applicazioni biologiche

Questo lavoro propone un nuovo sistema di rilevamento EEG basato su un amplificatore lock-in CMOS con guadagno programmabile. L'amplificatore lock-in proposto è composto da cinque stadi: il primo e il quarto stadio sono moltiplicatori a 4 quadranti con un guadagno di 8 dB, il secondo stadio è composto da due amplificatori strumentali programmabili in cascata (IA), mentre il terzo stadio è un filtro passa banda (BPF) centrato a 1 kHz con un guadagno di 7 dB, e l'ultimo stadio è un filtro passa basso (LPF) con un guadagno di 30 dB e una larghezza di banda di 150 Hz. Un building block di base è l'amplificatore operazionale a transconduttanza con uscita bilanciata programmabile digitalmente (DPOTA), che viene utilizzato in questo lavoro per realizzare i filtri e l'IA utilizzando la tecnologia CMOS 0.25-µm. L'amplificatore lock-in proposto è caratterizzato da un ampio guadagno programmabile che va da 48dB a 92dB, da un basso consumo energetico di 71 µW al massimo guadagno impostato e da un basso rumore di ingresso riferito di 383nV/¿Hz @ 20Hz. Vengono anche effettuate simulazioni PVT e Monte Carlo per mostrare la robustezza dell'amplificatore lock-in proposto come un buon candidato per i sistemi di rilevamento EEG.