Circuito analógico integrado en tecnología CMOS de 180nm para multiplexación de canales de electromiografía de alta densidad (2024)
En este proyecto de ingeniería se presenta el diseño de un multiplexor de 8 entradas para electromiografía de alta densidad (HD-EMG). El proceso de diseño incluyó la selección de los diferentes circuitos para implementar la función deseada y el dimensionamiento de sus transistores. Posteriormente, se realizó el diseño del layout y las verificaciones de las reglas de diseño (DRC) y layout vs esquemático (LVS). El circuito integrado resultante se integrará como una etapa en la segunda versión del chip de adquisición de señales de biopotenciales para HD-EMG, desarrollado por el grupo de investigación Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida de la Universidad El Bosque. La primera versión de este chip encontró un problema durante la implementación, el número limitado de pines disponibles no permitía el funcionamiento completo del sistema al no tener suficientes pines para todas las entradas y salidas, de esta problemática surge la necesidad de agregar una etapa de multiplexación al sistema con el objetivo de disminuir la cantidad de pines necesarios. La nueva versión del chip contará con canales de filtrado y amplificación de biopotenciales, un multiplexor analógico, un ADC y una etapa de control. El multiplexor fue diseñado para manejar 8 señales provenientes de canales de electromiografía, garantizando una pérdida de señal a la salida no superior al 5% de la señal de entrada seleccionada, asumiendo una resistencia de carga de 100 kΩ. Cuenta con un sistema de selección de salida que permite elegir cuál de los 8 canales de multiplexación transmite la señal, utilizando un código binario de 3 bits. El diseño del multiplexor asegura una velocidad de transición entre canales de 125 μs y un tiempo de establecimiento de la señal de máximo 1.25 μs.