Digitalización de Señales: Requisitos de Microcontrolador y Conectividad USB de Alta Velocidad

Digitalización de Señales: Requerimientos Clave

Las variaciones de la señal a medir son del orden de 0 a 200 µV en su estado basal. Este es el dato principal a considerar en esta etapa para diseñar un digitalizador capaz de registrar la mínima diferencia (aproximadamente 5 µV, según datos teóricos).

De las fórmulas previas, se observa que:

• El circuito de amplificación deberá proporcionar un factor de ganancia superior a 1000.
• El circuito de digitalización deberá ser capaz de registrar dichas variaciones.

Para lograr esta digitalización, se propone un microcontrolador con las siguientes características:

• Convertidor Analógico/Digital (ADC) con la resolución necesaria.
• Número de canales suficientes para la recepción de un mínimo de 2 canales, según los requisitos de nuestro módulo de adquisición bicanal.
• Velocidad de procesamiento adecuada para realizar la digitalización sin afectar o disminuir el rendimiento.
• Interfaz de comunicación.

Interfaz de Comunicación del Microcontrolador

Cabe señalar que este tipo de PIC ofrece opciones de comunicación mediante diversos protocolos, tales como:

• SPI, I2C: Protocolos de comunicación serie utilizados principalmente para la comunicación entre dispositivos periféricos o microcontroladores.
• USART: Utilizado principalmente para la comunicación en protocolos de transmisión-recepción asíncrona, como RS-232.
• USB: Interfaz para la transmisión serie de datos y distribución de energía. Ha sido introducida en los PCs y periféricos para mejorar las lentas interfaces serie (RS-232) y paralelo. Proporciona una mayor velocidad de transferencia (hasta 100 veces más rápido) en comparación con los puertos Paralelo de 25 pines y Serie (DB-9, DB-25, RS-232) que se encuentran en la mayoría de los ordenadores.

Nuestro tipo de transferencia de información elegido es USB, dadas las ventajas y posibilidades que esta interfaz ofrece.

Transferencia de Información vía USB

Como se mencionó en la sección anterior, la interfaz USB ha sido seleccionada para la transferencia de información.

Esta interfaz de cuatro hilos suministra 5V para la alimentación y puede transmitir datos a una velocidad de hasta 480 Mbps en su versión 2.0. Es un bus serie que permite la conexión de hasta 127 periféricos a un único puerto de un PC, con detección y configuración automáticas. Esto es posible con el PC conectado a la red, sin necesidad de instalar software adicional ni reiniciar el ordenador (funcionalidad plug and play, algo que no ocurría con los puertos serie y paralelo convencionales). Además, elimina la preocupación por conflictos de IRQ o la necesidad de instalar tarjetas adaptadoras para cada periférico.

Una vez establecida la interfaz de comunicación, será necesario revisar sus especificaciones técnicas para acoplar adecuadamente el «Módulo Digitalizador para Señales Electroencefalográficas».