Objectif

Les méthodes de récupération d’énergie reçoivent actuellement une attention très significative de la part de la communauté de recherche. En particulier, dans le cas des petits animaux (i.e. les souris), le couplage inductif de l’énergie RF est devenu la méthode principale pour transmettre de l’énergie aux systèmes télémétriques implantables. En revanche, les niveaux d'énergie internes qui sont disponibles, varient de plusieurs ordres de grandeur Ã  cause des mouvements de l’animal. Ceci produit des fluctuations d’ondes électromagnétiques RF. Ce qui implique qu’une certaine forme de régulation AC/DC est nécessaire.

Le circuit proposé pour la régulation AC/DC est basé sur une topologie de boucle fermée. Ce circuit génère un niveau stable de 1VDC sur le nÅ“ud de sortie. Le connecteur d’entrée du circuit est relié Ã  une inductance qui est couplée par induction à une source RF externe. La boucle de contrôle est constituée des sous-circuits suivants :

1)    Un pont de diodes / charge pump dérivé de  la topologie de Dickinson.

2)    Un amplificateur opérationnel

3)    Un régulateur de tension de type Bandgap pour servir de niveau de référence pour la boucle.

Les résultats préliminaires indiquent que si ce système télémétrique est conçu en technologie 130nm CMOS, il consommera moins de 12uW pour son propre fonctionnement, tout en assurant un niveau stable de tension de 1VDC pour des charges allant jusqu'à 4mW.

L’optimisation de la taille de dessin des maques du circuit est un facteur extrêmement important pour le succès de l’implémentation du régulateur proposé. Par conséquent, le dimensionnement et la construction du dessin des masques par les algorithmes de CAO développés dans la plate-forme CHAMS [1,2] est un facteur clef pour la réussite de ce stage de recherche.

Description

Le travail de ce stage de recherche comporte les tâches suivantes : 

1-    Étude de la conception analogique des 3 blocs principaux du système.

2-    Construction d’une vue de dimensionnement de chaque bloc.

3-    Réalisation d’une vue de dimensionnement complet pour le système.

4-    Construction du dessin des maques de chaque bloc.

5-    Assemblage de dessin des masques du système complet.

Références

1.    Farakh Javid, Ramy Iskander, Marie-Minerve Louërat and Damien DUPUIS, "Analog Circuit Sizing Using Bipartite Graphs", Accepted at the 54th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems, (MWSCAS'11), pp. 1-4, Seol, Korea, August 7-11, 2011.

2.    Stéphanie Youssef, Farakh Javid, Damien Dupuis, Ramy Iskander and Marie- Minerve Louërat, " A Seamless Representation for Coupling Transistor Sizing with Nanometric CMOS Layout Generation", The 20th European Conference on Circuit Theory and Design, ECCTD 2011, pp. 341-344, Linköping, Sweden, August 29-31, 2011.

Compétences Requises

Intérêt pour la conception analogique

Intérêt pour les applications biomédicales

Intérêt pour la modélisation des circuits analogiques

Intérêt pour la programmation en C,C++ et Python. 

Encadrants

Le stage s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre l’université Pierre et Marie Curie (UPMC), Paris, France et l’université Western Ontario (UWO), London, Canada. Il sera co-encadré par Dr. Ramy ISKANDER (LIP6) et Prof. Robert Sobot (UWO).

Email : ramy.iskander(at)lip6(.)fr, robert.sobot(at)lip6(.)fr, marie-minerve.louerat@lip6.fr

Lieu du stage

Laboratoire LIP6

Rémunération

Ce stage sera rémunéré avec un montant de 436 euros/mois pendant 6 mois.