DESAIN FULLY BALANCED DIFFERENTIAL DIFFERENCE AMPLIFIER MENGGUNAKAN VOLTAGE AVERAGE SENSING CIRCUIT PADA INSTRUMENTATION AMPLIFIER UNTUK SINYAL BIOMEDIS - Pratama, Roy Indra; Abidin, Zainul; Sulistiyanto, Nanang (Jurnal Mahasiswa TEUB, 2026)
Tantangan utama dalam mendeteksi sinyal biomedis adalah tingginya interferensi jala-jala listrik yang muncul dalam bentuk sinyal bersama (common-mode). Oleh karena itu, sebelumnya telah diusulkan rangkaian IA dengan mengaplikasikan Fully Balanced Differential Difference Amplifier (FBDDA) menggunakan teknologi CMOS 600 nm pada bagian first-stage. Penelitian ini melakukan desain ulang FBDDA menggunakan teknologi SKY130A (130 nm) untuk bagian first-stage IA. Fokus penelitian ini adalah perancangan ulang rangkaian Common-Mode Feedback (CMFB) dengan mengaplikasikan rangkaian Voltage Average Sensing dan Error Amplifier. Proses evaluasi dilakukan dengan melakukan simulasi dengan membandingkan performa desain awal dan desain yang baru. Hasil analisis transien menunjukkan kedua rangkaian mampu menguatkan sinyal diferensial sebesar 21 kali dengan phase margin di kisaran 65°. Namun, desain baru mampu menurunkan common-mode gain menjadi -80,477 dB dibandingkan desain awal sebesar -43,098 dB. Pengujian spektrum noise pada rentang 0,1 Hz – 1 kHz menunjukkan desain baru memiliki total input noise 10,983 μV dibandingkan desain awal sebesar 54,938 μV. Selanjutnya, rangkaian awal memiliki input maksimal hingga 20 mV dan output maksimal sekitar 200 mV sedangkan rangkaian baru memiliki input maksimal 15 mV dan output maksimal sekitar 150 mV. Konsumsi daya rangkaian awal adalah sebesar 163,2 μW sedangkan rangkaian baru adalah sebesar 1,32 mW. Kata Kunci—Instrumentation Amplifier, FBDDA, CommonMode Feedback, SKY130A, Sinyal Biomedis