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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
metadata.dc.title: Projeto de um conversor digital-analógico current-steering segmentado de 8-bits para aplicações biomédicas
Autor(es): Fonseca, Fabio Duarte da
Primeiro Orientador: Aguirre, Paulo César Comassetto de
Resumo: Neste trabalho é apresentado o projeto de um conversor digital-analógico (DAC) capaz de enviar ao sistema neurológico, sinais elétricos de neuroestimulação. Este dispositivo terá a capacidade de atenuar ou reduzir as deficiências causadas por falhas de contatos elétricos entre os axônios e com isso, amenizar as dificuldades enfrentadas por pacientes que sofrem com doenças degenerativas do sistema nervoso sensorial, como a doença de Parkinson. Serão apresentados os conceitos e técnicas de implementação e aprimoramentos do conversor de dados, que irá realizar a intercomunicação entre o módulo de controle e a via neural. Este projeto utiliza um conversor de dados do tipo digital para analógico current-steering segmentado de 8-bits desenvolvido em tecnologia CMOS de 180nm com corrente máxima de estimulação de 255μA. A utilização de um bloco decodificador de código digital para termômetro, construído com portas lógicas a nível de transistores, se fez necessário para o controle do chaveamento das células e seu diagrama construtivo é apresentado. Os aprimoramentos e otimizações deste conversor foram realizadas através da análise da curva de corrente de saída, atenuando os ruídos de chaveamento através do avanço da comutação entre o desvio das fontes de corrente das células e a definição da melhor razão das dimensões dos transistores da fonte de corrente via simulações de Monte Carlo. O teste de variabilidade das características estáticas, foi realizado e verificou-se que o DAC apresentou um INL/DNL máximo de 1.5/1 LSBs para 500 rodadas de simulação. Análises separadas dos blocos em questão e as especificações e dados de projeto também são devidamente analisados neste trabalho.
Abstract: This work presents the design of a digital-to-analog converter (DAC) capable of sending electrical neurostimulation signals to the neurological system. This device will have the ability to attenuate or reduce the deficiencies that cause the failure of electrical contacts between the axons and, thus, alleviate the difficulties faced by patients who suffer from degenerative diseases of the sensory nervous system, such as Parkinson's disease. The concepts and techniques for implementing and improving the data converter will be multiplied, which will carry out the intercommunication between the control module and the neural pathway. This project uses an 8-bit segmented currentsteering DAC designed in a 180-nm CMOS technology with a maximum stimulation current of 255 uA. The use of a binary-to-thermometer decoder designed with transistor- level logic gates was necessary to control the built with logic gates at a transistor level, was necessary to control the switching of cells and its constructive diagram is presented. The improvements and optimizations of this converter were carried out through the analysis of the output current curve, attenuating the switching noises by advancing the switching between the deviation of the current sources of the cells and the definition of the best sizing of the current sources transistors through Monte Carlo simulations. current source via Monte Carlo simulations. The variability test of static characteristics was performed and it was found that the DAC presented a maximum INL / DNL of 1.5 / 1 LSBs for 500 simulation runs. Separate analysis of those circuits, the circuits specification and design data are also provided in this work.
metadata.dc.subject: Engenharia elétrica
Conversores de dados
Conversores digitais-analógicos
Microeletrônica
CMOS
Electrical engineering
Data converters
Digital-to-analog converter
Microelectronics
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
metadata.dc.identifier.citation: FONSECA, Fabio Duarte da. Projeto de um conversor digital-analógico current-steering segmentado de 8-bits para aplicações biomédicas. Orientador: Paulo César Comassetto Aguirre. 2021. 59p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia de Elétrica) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia Elétrica, Alegrete, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/5993
metadata.dc.date.issued: 23-Sep-2021
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Fabio Duarte da Fonseca - 2021.pdf2.64 MBAdobe PDF???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.view???


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