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Dissertação

Integrated Eddy Current based Non-destructive Testing System for High-end Applications EVALUATED

Detalhes: O presente trabalho foca um sistema de Testes Não Destrutivos baseado em Correntes de Foucault, que utiliza sensores Magneto-resistivos (MR) para caracterizar amostras metálicas sob teste. Um sistema com sensores MR pode funcionar com sinais magnéticos de baixa frequência para permitir maiores profundidades de penetração. Os sinais resultantes são processados por um Application Specific Integrated Circuit (ASIC), que inclui um pré-amplificador, que constitui o foco deste trabalho. O pré-amplificador apresenta uma contribuição de ruído de flicker bastante significativa que corrompe as medições. Para reduzir o ruuído de flicker, Chopper Stabilization é implementado. O pré-amplificador tem uma topologia Folded Cascode e implementa um feedback capacitivo que permite uma precisão de ganho superior, aquando comparado com uma configuração de feedback resistivo. A acção dos moduladores de chopper resulta na modulação das componentes DC de entrada que não são bloqueadas pelos respectivos condensadores. Quando amplificadas, estas componentes podem causar a saturação do pré-amplificador. Por esta razão, o DC Servo Loop (DSL) é adicionado, já que este extrai a componente DC de saída e, através de um feedback negativo, subtrai-a da entrada do pré-amplificador, atingindo assim o seu cancelamento. O pré-amplificador foi projectado numa tecnologia AMS 0.35 μm CMOS e possui um ganho simulado de 20 dB, enquanto demonstra um IRN de 6 nV/√Hz a 100 Hz e um patamar de ruído de 4 nV/√Hz. O pré-amplificador apresenta ainda uma atenuação de 60 dB para sinais DC, permitindo a atenuação destas componentes DC até 200 mV.
Keywords: Testes Não Destrutivos, Pré-Amplificador Folded Cascode, Feedback Capacitivo, Ruído de Flicker, Chopper Stabilization, Supressão de DC

Discussão: novembro 7, 2016, 11:0