Amplificador de bloqueo autónomo de bajo costo para mediciones de sensor de resistencia/capacitancia
Autores: Maya, Paulina; Calvo, Belén; Sanz-Pascual, María Teresa; Osorio, Javier
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Amplificador de bloqueo autónomo de bajo costo para mediciones de sensor de resistencia/capacitancia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Caracterización experimental
Instrumento lock-in
Ajuste de fase
Amplificador lock-in analógico
Alineación de fase
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño y la caracterización experimental de un instrumento de bloqueo de fase portátil de alta precisión de una sola fase con ajuste de fase. El núcleo consiste en un prototipo de circuito integrado de amplificador de bloqueo de fase analógico, integrado en tecnología CMOS de 0.18 um con una fuente de alimentación de 1.8 V, que cuenta con ganancia programable y frecuencia de operación, lo que resulta en una solución versátil en chip con un consumo de energía por debajo de 834 uW. Incorpora el alineamiento automático de fase de las señales de entrada y de referencia, realizado a través de un desfasador de fase fijo de -90 grados y un desfasador de fase programable digital de 4 bits, diseñado específicamente utilizando componentes disponibles comercialmente para operar a una frecuencia de 1 kHz. El sistema es controlado por una placa Arduino YUN, conformando así en general un instrumento de recuperación de señal autónomo de bajo costo para determinar, en tiempo real, el equivalente eléctrico de sensores resistivos y capacitivos con una sensibilidad de 16.3 uV/ @ < 3% y 37 kV/F @ < 5%, respectivamente.
Descripción
Este documento presenta el diseño y la caracterización experimental de un instrumento de bloqueo de fase portátil de alta precisión de una sola fase con ajuste de fase. El núcleo consiste en un prototipo de circuito integrado de amplificador de bloqueo de fase analógico, integrado en tecnología CMOS de 0.18 um con una fuente de alimentación de 1.8 V, que cuenta con ganancia programable y frecuencia de operación, lo que resulta en una solución versátil en chip con un consumo de energía por debajo de 834 uW. Incorpora el alineamiento automático de fase de las señales de entrada y de referencia, realizado a través de un desfasador de fase fijo de -90 grados y un desfasador de fase programable digital de 4 bits, diseñado específicamente utilizando componentes disponibles comercialmente para operar a una frecuencia de 1 kHz. El sistema es controlado por una placa Arduino YUN, conformando así en general un instrumento de recuperación de señal autónomo de bajo costo para determinar, en tiempo real, el equivalente eléctrico de sensores resistivos y capacitivos con una sensibilidad de 16.3 uV/ @ < 3% y 37 kV/F @ < 5%, respectivamente.