Filtros de baja tensión y baja potencia con sintonización independiente para aplicaciones de cóclea electrónica
Autores: Jendernalik, Waldemar; Jakusz, Jacek; Blakiewicz, Grzegorz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Filtros de baja tensión y baja potencia con sintonización independiente para aplicaciones de cóclea electrónica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Acústico
Bancos de filtros
Cóclea
Tecnologías CMOS
Frecuencia de corte
Factor de calidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Se propone un filtro pasa bajos de segundo orden acústico para bancos de filtros que emulan la operación de una cóclea humana. Al utilizar una estructura de filtro especial y una técnica innovadora de ajuste de la calidad (), se logra un cambio independiente de la frecuencia de corte () y el -factor con una ganancia inalterada en bajas frecuencias en este filtro. Las técnicas aplicadas resultan en un diseño de filtro simple con baja sensibilidad del -factor a desajustes de componentes. Estas características del filtro simplifican enormemente la implementación de la cóclea electrónica en tecnologías CMOS. Se presenta un banco de filtros ejemplar diseñado y simulado en un proceso CMOS X-FAB de 180 nm, que consume de 1.25 a 34.75 nW de potencia por filtro individual cuando se suministra con 0.5 V. El banco de filtros de 11 canales cubre una banda de 20 a 20 kHz, mientras que el -factor de cada canal se puede ajustar de 2 a 40. Las sensibilidades predichas por simulación de y al proceso/voltaje/temperatura (PVT) son inferiores al 1%. El ruido referido a la entrada no es mayor de 22 uV y el rango dinámico es de al menos 68 dB para todos los filtros en el banco.
Descripción
Se propone un filtro pasa bajos de segundo orden acústico para bancos de filtros que emulan la operación de una cóclea humana. Al utilizar una estructura de filtro especial y una técnica innovadora de ajuste de la calidad (), se logra un cambio independiente de la frecuencia de corte () y el -factor con una ganancia inalterada en bajas frecuencias en este filtro. Las técnicas aplicadas resultan en un diseño de filtro simple con baja sensibilidad del -factor a desajustes de componentes. Estas características del filtro simplifican enormemente la implementación de la cóclea electrónica en tecnologías CMOS. Se presenta un banco de filtros ejemplar diseñado y simulado en un proceso CMOS X-FAB de 180 nm, que consume de 1.25 a 34.75 nW de potencia por filtro individual cuando se suministra con 0.5 V. El banco de filtros de 11 canales cubre una banda de 20 a 20 kHz, mientras que el -factor de cada canal se puede ajustar de 2 a 40. Las sensibilidades predichas por simulación de y al proceso/voltaje/temperatura (PVT) son inferiores al 1%. El ruido referido a la entrada no es mayor de 22 uV y el rango dinámico es de al menos 68 dB para todos los filtros en el banco.