Nesta seção apresenta-se a conclusão e os trabalhos futuros a respeito do projeto a ser implementado. Espera-se projetar um conversor ADC de segunda ordem em modo corrente utilizando a tecnologia CMOS.
4.1 CONCLUSÃO
Neste trabalho foi apresentado diversas topologias de conversores DAC, dentre elas, o tipo flash, rampa dupla, SAR e ΣΔ. A escolha do conversor ΣΔ se deu devido à necessidade de um consumo baixo de potência uma vez que a aplicação escolhida é para um aparelho de marca-passo. Sabe-se que a maioria dos equipamentos biomédicos devem ser portados de dispositivos eletrônicos leves, eficientes, de tamanho reduzido e com consumo de potência delimitado a partir da alimentação do aparelho escolhido, no caso o marca passo. [19]
O modulador ΣΔ possui duas etapas: uma analógica e outra digital. Quanto á etapa analógica, fez-se uma análise de modulação de primeira e segunda ordem, adotando-se para este projeto a modulação de segunda ordem. Essa foi selecionada, pois a sua taxa de amostragem é menor para o mesmo alcance da idêntica relação sinal ruído (SNR) do modulador de primeira ordem. A etapa digital é formada por um filtro passa baixas e um decimador, os quais são incumbidos da filtragem e da remoção do ruído e, também, pela redução a taxa de amostragem, reduzindo assim a taxa de amostragem à frequência de Nyquist e minimizando, por consequência, o número de informações redundantes.
O modulador apresenta resolução de até 24 bits, um tamanho que não modifica drasticamente com o aumento da sua resolução e uma alta facilidade de interface com o processador. Essas características são significativas, uma vez que, o marca-passo ressincronizador utiliza de 6 a 10 bits, e um consumo máximo de potência em escala de nano amperes, ou seja, o conversor ADC implementado pode trabalhar em uma margem confortável de resolução que não exija seu desempenho máximo, aumentando a sua eficiência e otimizando sua potência dissipada. Concluindo assim, que o conversor do tipo ΣΔ é ideal para a aplicação escolhida.
4.2 TRABALHOS FUTUROS
Partindo do estudo e simulações realizadas nesta primeira etapa do trabalho de conclusão de curso, propõe-se como trabalho futuro para a segunda etapa a implementação do conversor ΣΔ em circuitos translineares em modo corrente, segundo a figura 33.
Figura 33 – Diagrama de Bloco do modulador ΣΔ. [13]
A escolha do modo corrente se dá devido a maior facilidade de controle de corrente do que de controle de tensão. A ferramenta utilizada para essa implementação será o software CADENCE. Pretende-se também projetar o layout do circuito integrado e enviar para fabricação e validar com testes laborais os resultados teóricos da simulação de acordo com o cronograma e mapa de planejamento estabelecido na seção 4.3.
4.3 MAPA DE PLANEJAMENTO PARA CONCLUSÃO DE TRABALHO E CRONOGRAMA
Demonstra-se aqui o mapa de planejamento e cronograma para implementação do circuito proposto para que se atinja os objetivos esperados. O mapa de planejamento é demonstrado na Figura 34 e segue a metodologia TOP/DOWN aplicada à abordagem de Karplus para tipo de modelagem empregando
que as variáveis conhecidas são entrada e a resposta e que se pretende desenvolver o sistema, tornando-se um problema de síntese e com aplicação em modelagem evidenciado na Figura 35.
Figura 34 – Mapa de planejamento de desenvolvimento de projeto seguindo a metodologia TOP/DOWN
Figura 35 –Modelo proposto em processos de modelagem de sistemas.
Sendo assim, o cronograma para efetivação do projeto é demonstrado na Tabela 2. Pretendendo-se a construção do CI até o final do trabalho de conclusão de
curso 2 ou em posterior estudo, uma vez, que depende do tempo de fabricação exigido pela indústria.
Tabela 2 – Cronograma para finalização de Trabalho de Conclusão de Curso
ATIVIDADES FEVEREIRO MARÇO ABRIL MAIO JUNHO JULHO
OBTEÇÃO DE PARÂMETROS PROJETO MODULADOR
DE 1ª ORDEM PROJETO MODULADOR
DE 2ª ORDEM
PROJETO DECIMADOR DIGITAL REALIZAÇÃO DO LAYOUT DO CI
ENVIO PARA INDÚSTRIA VALIDAÇÃO, VERIFICAÇÃO
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] ALLEN, P. E.; HOLBERG, D. R. CMOS Analog Circuit Design. 2.ed. New York: Oxford University Press, 2002.
[2] Almeida, W. R. M. Modulador Sigma Delta Térmico: modelagem, simulação e concepção. Tese de Doutorado. Campina Grande, 2009.
[3] AMABIS, J. M.; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Fundamentos da Biologia
Moderna - Volume Unico, 4ª Ed., São Paulo, 2008.
[4] ASSER, S. M. , Microcomputer Theory and Servicing, Maxwell Macmillan, New York,1993.
[5] AZIZ, P. M. An overview of Sigma-Delta Converters,1996.
[6] BARNA, A.; PORAT, D. I. Integrated circuits in digital electronics. New York: John Wiley & Sons, 1973.
[7] BAKER, R. J. CMOS Circuit Design, Layout and Simulation. 3ª ed. Hoboken, NJ: WileyIEEE Press, 2010.
[8] BAKER, J. R. CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation. 2 ed. Piscataway: Wiley-Interscience, 2008.
[9] BEZERRA, T. B. Desenvolvimento de um conversor A/D integrador com
faixa de entrada e resolução programável a capacitor chaveado. 2012. [10] CUBAS, H. G. A. Projeto de um modulador sigma-delta de baixo Consumo
para sinais de áudio. São Paulo, Brazil: [s.n.], 2013. 5-23 p.
[11] DEPARTAMENTO DE ESTIMULAÇÃO CARDÍACA ARTIFICIAL. Tipos de
dispositivos. Disponível em <http://www.deca.org.br/campanha/tipos-de- dispositivos.html> Acesso em: 27/11/2016
[12] FÁVERO, D.. Conversor Analógico Digital Sigma Delta para um sistema
em chip. Brasília: UnB FT. 2003. 78 pag.
[13] HADDAH et all, Ultra low-power sigma delta modulator using
SinhTranslinear cass-AB integrator, PAPER, Brasilia, 2016.
[14] HAEFNER, J. W., Modeling Biological Systems: Principles na
[15] HNATEK, E. R. A user's handbook of D/A and A/D converters. New York: John Wiley & Sons. 1976
[16] Larson, L. E., Cataltepe, T., Temes, G. C., multibit oversampled A/D
convertor with digital error correction, electronics letters, vol. 24, pp. 1051-
1052.
[17] LATHI, Modern digital na analog Communication systems. 3ª ed, Pag 22.
[18] PLASSCHE, R.V. CMOS Integrated analog-to-digital and digital-to-analog
converters. 2ª ed. Pag. 29.
[19] ROCHA, D. P. W. M. Optimal Design of Analogue Low-Power System. Vienna, Austria: [s.n.], 2003. 332-340 p. ISBN 90-901-668-74.
[20] ROSO, J. M.,Sigma-Delta Modulators: Tutorial Overview, Design Guide,
and State-of-the-Art Survey,2011.
[21] SALENGUE et all. Modulo Integrado de um Marcapasso Cardíaco de
Demanda Externo. Disponível em: <http://www.iberchip.net/IX/Articles/PAP-
014.pdf> Acesso em: 23.10.2016
[22] SANTOS, L. G., Desenvolvimentos em hardware e software para
experimentos de física via Web, 2006
[23] SILVA, A. E. V. Projeto de um conversor analógico-digital de baixa
potência de consumo para aparelhos auditivos. Brasília, 2015. 73 pag. [24] TORRES,G. Conversor A/D Sigma-Delta. Disponível em:
http://www.clubedohardware.com.br/artigos/outros/como-conversores-
anal%C3%B3gico-digital-funcionam-r34730/?nbcpage=9 Acesso em:
20.10.2016
[25] TRIETLEY, H. L. Transducers in Mechanical and Electronic Design. Marcel Dekker, Inc., 1986, New York, USA.
[26] UZUNIAN, A.; BIRNER, E.. Biologia: Volume Único. 3ª ed. São Paulo, HARBRA, 2008.
[27] VAHID, F. Sistemas Digitais: projeto, otimização e HDLs. 1ª ed. Porto Alegre, ARTMED, 2008.
[28] WALDEN, R. H.; CATALTEPE, T; TEMES, G. C. Architectures for High-order
Multibit Modulators, IEEE Proc. on Circuits and Systems. ISCAS 1990,
[29] Eine Einführung in Sigma-Delta-Wandler . Tradução de alemão para inglês: An
Introduction to Sigma Delta Converters, Agosto, 2007. Disponível em:
http://www.beis.de/Elektronik/DeltaSigma/SigmaDelta.html Acesso em:
19.09.2016
[30] XU, Liu, "ECG QRS Complex Detection Using Slope Vector Waveform