Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
Ano de defesa: | 2009 |
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Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | , , |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Informática
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Departamento: |
Ciência da Computação
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País: |
BR
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Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5347 |
Resumo: | This dissertation is aimed at the development of a current mode instrumentation amplifier (CMIA) with a high common mode input range. This characteristic is obtained due to the rail-to-rail operational amplifiers (opamps). These opamps are built with rail-to-rail differential amplifiers as input stages, and with cascode-based output stages, which are able to copy its current by adding identical branches and connecting their gates without the voltage degradation as the known CMIA topologies. The main contribution of this work is the development of a rail-to-rail current mode instrumentation amplifier, analyzing the pros and cons of this topology. The functionality of the proposed topology is shown through measured results of a manufactured integrated circuit. This first prototype, although it was operated in a large input common mode range, presented insufficient values of CMRR (Common Mode Rejection Ratio) and VOS (Offset voltage). These two characteristics were studied and modeled, the instrumentation amplifier was re-designed, and simulated results demonstrate important improvements. |
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2010-08-032010-08-032009-01-05VIEIRA, Filipe Costa Beber. Current mode instrumentation amplifier with rail-to-rail input and output. 2009. 119 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5347This dissertation is aimed at the development of a current mode instrumentation amplifier (CMIA) with a high common mode input range. This characteristic is obtained due to the rail-to-rail operational amplifiers (opamps). These opamps are built with rail-to-rail differential amplifiers as input stages, and with cascode-based output stages, which are able to copy its current by adding identical branches and connecting their gates without the voltage degradation as the known CMIA topologies. The main contribution of this work is the development of a rail-to-rail current mode instrumentation amplifier, analyzing the pros and cons of this topology. The functionality of the proposed topology is shown through measured results of a manufactured integrated circuit. This first prototype, although it was operated in a large input common mode range, presented insufficient values of CMRR (Common Mode Rejection Ratio) and VOS (Offset voltage). These two characteristics were studied and modeled, the instrumentation amplifier was re-designed, and simulated results demonstrate important improvements.Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um amplificador de instrumentação em modo corrente com uma ampla faixa de entrada em modo comum. Esta característica é obtida graças ao emprego de estágios de amplificação rail-to-rail na entrada e a geração do sinal de saída através do espelhamento da corrente diretamente dos gates dos transistores do estágio ao invés da alternativa clássica, onde espelhos são ligados em série e degradam a excursão do sinal de saída. Com esta proposta, é possível a implementação de ampops com entrada e saída rail-to-rail. A principal contribuição deste trabalho é analisar as vantagens e desvantagens da utilização destas soluções na implementação de um amplificador de instrumentação com entrada rail-to-rail. A funcionalidade da topologia proposta é demonstrada através dos resultados medidos de um circuito integrado fabricado. Este primeiro protótipo, apesar do bom funcionamento em toda a faixa de entrada em modo comum, apresentou valores insatisfatórios de CMRR (Common Mode Rejection Ratio) e de VOS (Tensão de offset), o que levou a um aprofundamento no estudo e modelagem destas características. A partir disto, o circuito foi re-projetado e os resultados de simulação demonstram melhorias bastante significativas em suas características.application/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUFSMBRCiência da ComputaçãoCircuitos integrados analógicosAmplificador de instrumentação em modo correnteFaixa de entrada em modo comumTaxa de rejeição em modo comumAmplificador rail-to-railAnalog integrated circuitsCurrent mode instrumentation amplifierCommon mode input rangeCommon mode rejection rationRail-to-rail amplifierCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOAmplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-railCurrent mode instrumentation amplifier with rail-to-rail input and outputinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisRodrigues, Cesar Ramoshttp://lattes.cnpq.br/1751666562438251Fernandes, Jorge Manuel RibeiroBaratto, Giovanihttp://lattes.cnpq.br/9054887406340022Martins, Joao Baptista dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/3158303689784382http://lattes.cnpq.br/9544564800022508Vieira, Filipe Costa Beber1003000000074005003003005005006d4e0840-8bbb-4c32-84aa-4ddf1e8b1f479e5d2d6c-7dcb-459d-9a2f-c0667e6663833dd6dabf-3977-4f2c-afe7-8a462489989c0a663d9a-ea5e-4bbc-bc43-805607d10dac6bd6f048-e91a-455c-a216-bc6cc0ceb1dainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALFILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdfapplication/pdf1414917http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5347/1/FILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdfc8030484d9d2ec387d9ecafbc75a6e1eMD51TEXTFILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.txtFILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.txtExtracted texttext/plain184765http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5347/2/FILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.txte4503a14ed46298fcf866d2dbd4b41f8MD52THUMBNAILFILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.jpgFILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4720http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5347/3/FILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.jpg750573f85b3a88bbdd41d6567c909067MD531/53472022-04-11 14:23:12.906oai:repositorio.ufsm.br:1/5347Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufsm.br/PUBhttp://repositorio.ufsm.br/oai/requestopendoar:39132022-04-11T17:23:12Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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