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無電池的無線收發(fā)設(shè)備將出世

2010年03月02日 08:30 www.1cnz.cn 作者:佚名 用戶評(píng)論(0

無電池的無線收發(fā)設(shè)備將出世

? 比利時(shí)微電子研究中心(Imec)在近日舉行的國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議上報(bào)告了一種功耗僅為51微瓦的2.4GHz(吉赫茲)/915MHz(兆赫茲)自喚醒接收機(jī)。此一低功耗紀(jì)錄為研發(fā)出不用電池或可自動(dòng)捕獲能量的無線收發(fā)設(shè)備打開了大門,該技術(shù)也可廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程射頻識(shí)別(RFID)及物流、智能建筑和醫(yī)療服務(wù)所使用的無線傳感器節(jié)點(diǎn)。

  目前,由電池供電無線通信系統(tǒng)在無線設(shè)備不必發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)消耗大量電能,這意味著,在大部分時(shí)間里,手機(jī)上的藍(lán)牙或無線局域網(wǎng)在不發(fā)揮功能時(shí)也要從電池獲取能量。Imec研發(fā)的具有超低功耗和快速響應(yīng)時(shí)間的自喚醒接收機(jī),則可與傳統(tǒng)收發(fā)設(shè)備并行放置,以在需要接收或發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行切換。

  基于雙采樣研發(fā)的新型無線收發(fā)架構(gòu)可克服1/f噪聲問題,1/f噪聲會(huì)影響大多數(shù)低數(shù)據(jù)率(10kbps至100kbps)無線收發(fā)設(shè)備。因此,在獲得相同性能的前提下,傳統(tǒng)上這些收發(fā)設(shè)備要比高數(shù)據(jù)率設(shè)備具有更高的功率預(yù)算。采用雙采樣技術(shù),1/f噪聲得以降低,從而使接收器的靈敏度可隨數(shù)據(jù)率的變化成比例地提高。

  該自喚醒接收器芯片是利用90納米數(shù)字CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,芯片面積約為0.36平方毫米。測(cè)量顯示,915MHz接收器在100kbps(OOK)調(diào)制時(shí)的靈敏度為-75dBm(信噪比大于12dB)。當(dāng)數(shù)據(jù)率降至10kbps并過濾帶外噪聲的情況下,靈敏度可提高5dB。2.4GHz接收器在100kbps和10kbps數(shù)據(jù)率的情況下,其靈敏度分別為-64dBm和-69dBm。

  研究人員表示,在無線自主傳感器系統(tǒng)的研究中,研究目標(biāo)是開發(fā)出可從環(huán)境中捕獲能量而非使用電池的無線傳感器系統(tǒng)。對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理器、無線電收發(fā)設(shè)備和傳感器來說,這種系統(tǒng)的功率預(yù)算僅為100微瓦。僅51微瓦的超低功率無線收發(fā)設(shè)備的成功研制是朝實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)邁出的重大一步,其為諸如遠(yuǎn)程RFID、智能照明、傳感器標(biāo)簽等無電池應(yīng)用打開了大門。

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