Current source for embedded bioimpedance applications in a mixed signal device, PSoC 5LP

Abstract

espanolUno de los principales componentes para medicion de bioimpedancia son las fuentes de corriente, las cuales son disenadas principalmente a partir de componentes analogicos discretos. En la actualidad la disminucion en los costos de los sistemas digitales y la alta escala de integracion permiten plantear soluciones embebidas disminuyendo sustancialmente los componentes electronicos utilizados. Este articulo presenta el diseno de una fuente de corriente sinusoidal bipolar para aplicaciones de bioimpedancia basada en sistemas realimentados de tiempo discreto, totalmente embebida en un dispositivo de senal mixta PSoC 5LP CY8C5888AXI-LP096 de Cypress semiconductor montado sobre una tarjeta FreeSoC2 de la empresa SparkFun. La fuente propuesta regula el nivel pico de la corriente bipolar entregada mediante un controlador de tiempo discreto embebido, midiendo el voltaje presente en una resistencia de valor conocido la cual es el unico elemento externo a la fuente y que esta serie con la impedancia de carga (Resistencia Shunt), lograndose frecuencias de trabajo de hasta 120 kHz, con resistencias de carga desde 50 Ω a 3 kΩ y corrientes entre 500 µA y 2 mA, manteniendo una distorsion armonica cercana al 1% para la mayoria del rango de trabajo de la fuente. EnglishOne of the main components for bioimpedance measurement is the current sources, which are designed mainly from discrete analog components. Currently, the decrease in the costs of digital systems and the high scale of integration allow us to propose embedded solutions, substantially reducing the electronic components used. This article presents the design of a bipolar sinusoidal current source for bioimpedance applications based on discrete time feedback systems, fully embedded in a mixed signal device PSoC 5LP CY8C5888AXI-LP096 from Cypress semiconductor mounted on a FreeSoC2 card from SparkFun. The proposed source regulates the peak level of the bipolar current delivered by an embedded discrete time controller, measuring the voltage present in a resistor of known value which is the only element external to the source and this series with the load impedance (Resistance Shunt), achieving working frequencies up to 120 kHz, with load resistors from 50 Ω to 3 kΩ and currents between 500 μA and 2 mA, maintaining a harmonic distortion close to 1% for most of the working range of the source .