Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2009
Autor(a) principal: Vieira, Filipe Costa Beber lattes
Orientador(a): Rodrigues, Cesar Ramos lattes
Banca de defesa: Fernandes, Jorge Manuel Ribeiro lattes, Baratto, Giovani lattes, Martins, Joao Baptista dos Santos
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Informática
Departamento: Ciência da Computação
País: BR
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.
id UFSM-20_2e64131191ebc5204779e7e1b1123188
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/5347
network_acronym_str UFSM-20
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling 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
dc.title.por.fl_str_mv Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Current mode instrumentation amplifier with rail-to-rail input and output
title Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
spellingShingle Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
Vieira, Filipe Costa Beber
Circuitos integrados analógicos
Amplificador de instrumentação em modo corrente
Faixa de entrada em modo comum
Taxa de rejeição em modo comum
Amplificador rail-to-rail
Analog integrated circuits
Current mode instrumentation amplifier
Common mode input range
Common mode rejection ration
Rail-to-rail amplifier
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
title_short Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
title_full Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
title_fullStr Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
title_full_unstemmed Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
title_sort Amplificador de instrumentação em modo corrente com entrada e saída rail-to-rail
author Vieira, Filipe Costa Beber
author_facet Vieira, Filipe Costa Beber
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Rodrigues, Cesar Ramos
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1751666562438251
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Fernandes, Jorge Manuel Ribeiro
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Baratto, Giovani
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9054887406340022
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Martins, Joao Baptista dos Santos
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3158303689784382
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9544564800022508
dc.contributor.author.fl_str_mv Vieira, Filipe Costa Beber
contributor_str_mv Rodrigues, Cesar Ramos
Fernandes, Jorge Manuel Ribeiro
Baratto, Giovani
Martins, Joao Baptista dos Santos
dc.subject.por.fl_str_mv Circuitos integrados analógicos
Amplificador de instrumentação em modo corrente
Faixa de entrada em modo comum
Taxa de rejeição em modo comum
Amplificador rail-to-rail
topic Circuitos integrados analógicos
Amplificador de instrumentação em modo corrente
Faixa de entrada em modo comum
Taxa de rejeição em modo comum
Amplificador rail-to-rail
Analog integrated circuits
Current mode instrumentation amplifier
Common mode input range
Common mode rejection ration
Rail-to-rail amplifier
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.subject.eng.fl_str_mv Analog integrated circuits
Current mode instrumentation amplifier
Common mode input range
Common mode rejection ration
Rail-to-rail amplifier
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
description 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.
publishDate 2009
dc.date.issued.fl_str_mv 2009-01-05
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2010-08-03
dc.date.available.fl_str_mv 2010-08-03
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv VIEIRA, 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.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5347
identifier_str_mv VIEIRA, 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.
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5347
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.cnpq.fl_str_mv 100300000007
dc.relation.confidence.fl_str_mv 400
500
300
300
500
500
dc.relation.authority.fl_str_mv 6d4e0840-8bbb-4c32-84aa-4ddf1e8b1f47
9e5d2d6c-7dcb-459d-9a2f-c0667e666383
3dd6dabf-3977-4f2c-afe7-8a462489989c
0a663d9a-ea5e-4bbc-bc43-805607d10dac
6bd6f048-e91a-455c-a216-bc6cc0ceb1da
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Informática
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSM
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Ciência da Computação
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5347/1/FILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5347/2/FILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.txt
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5347/3/FILIPECOSTABEBERVIEIRA.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv c8030484d9d2ec387d9ecafbc75a6e1e
e4503a14ed46298fcf866d2dbd4b41f8
750573f85b3a88bbdd41d6567c909067
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801224019152732160