Circuiti di condizionamento per sensori biomedicali

Questa tesi analizza i principali circuiti di condizionamento del segnale impiegati nell’interfacciamento di sensori biomedicali, evidenziandone il ruolo fondamentale all’interno della catena di acquisizione dei sistemi di misura. I biosensori, infatti, generano segnali elettrici spesso di bassa ampiezza, rumorosi o non direttamente compatibili con i sistemi di conversione analogico-digitale, rendendo necessario l’utilizzo di opportuni circuiti di front-end analogico. Dopo una panoramica generale sui sensori e sui trasduttori, viene descritta la struttura della catena di acquisizione, con particolare attenzione alle problematiche legate al condizionamento del segnale, quali amplificazione, filtraggio, adattamento di impedenza e miglioramento del rapporto segnale-rumore. La trattazione si concentra quindi sull’analisi di diverse tipologie di sensori biomedicali — resistivi, ottici, capacitivi, piezoelettrici ed elettrochimici — mettendo in evidenza, per ciascuna categoria, i relativi circuiti di trasduzione e condizionamento. In particolare, vengono approfonditi schemi circuitali quali il ponte di Wheatstone, l’amplificatore differenziale e da strumentazione, l’amplificatore a transimpedenza e l’amplificatore di carica. L’obiettivo del lavoro è fornire una visione sistematica delle soluzioni circuitali adottate nei sistemi di misura biomedicali, evidenziando come la natura del sensore influenzi la progettazione del front-end analogico e, di conseguenza, le prestazioni complessive del sistema di acquisizione.