Filtro pasa bajas sintonizable integrado en tecnología CMOS de 180 nm para circuitos de detección de biopotenciales (2024)
El siguiente documento presenta el desarrollo del diseño de un filtro pasa-bajos de segundo orden en tecnología CMOS de 180nm para procesar señales biomédicas de EMG, ECG y EEG. Inicialmente, el grupo de investigación "Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida" de la Universidad El Bosque desarrolló un chip de electromiografía (EMG) con un filtro pasa-bajos de primer orden. Durante las pruebas, se identificó que el filtro actual no satisface los requisitos para procesar señales de EEG y ECG, lo que llevó a la propuesta de una nueva versión del sistema. El circuito diseñado permite ajustar dinámicamente la frecuencia de corte a 500 Hz, 150 Hz y 100 Hz para cada tipo de señal, mediante diferentes configuraciones de capacitores que son controladas a partir de pass gates usando un código binario. Esta configuración permite eliminar ruido y preservar la información diagnóstica, logrando alta precisión en la sintonización y robustez ante variaciones de proceso y temperatura, mejorando así el análisis de biopotenciales en aplicaciones médicas y disminuyendo el área física del circuito integrado. El filtro presentado en este documento permite la sintonización de dichas frecuencias de corte, teniendo en cuenta variaciones en el proceso de fabricación, la temperatura, y el voltaje de alimentación. En adición, se diseñó el layout del circuito utilizando técnicas reconocidas para garantizar la simetría en el comportamiento eléctrico de los transistores, garantizando un rendimiento confiable a lo largo de diferentes muestras del circuito, además de un placement (disposición en el espacio) adecuado de los dispositivos de tal forma que se optimicé el área ocupada. El layout diseñado cumple reglas de diseño DRS y la verificación layout versus esquemático LVS.