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Un circuito de reloj de 0.59 nW/kHz con alta precisión de calibración de reloj para chips pasivos de Internet de las cosas

Autores: Li, Xiaoming; Xu, Hui; An, Yabin; Feng, Xiting

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un circuito de reloj de 0.59 nW/kHz con alta precisión de calibración de reloj para chips pasivos de Internet de las cosas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Generador de reloj
Transpondedores RFID pasivos
Chips IoT pasivos
Fluctuaciones PVT
Circuito de reloj de alta precisión
Solución de bajo consumo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 47

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La alta precisión y bajo consumo de energía del generador de reloj son críticos en los transpondedores RFID pasivos y los chips IoT pasivos, pero las fluctuaciones en PVT pueden causar una degradación considerable en la precisión de los relojes internos del chip. Este documento propone un circuito de reloj de alta precisión con un método de calibración de disparo único para abordar este problema en una solución de reloj de bajo consumo. Basado en el tiempo de referencia en el preámbulo del sobre de RF de enlace descendente, se implementó un método de calibración TDIF (Tiempo-digital a frecuencia de corriente) con un procedimiento simplificado y circuitos personalizados. Al calcular la diferencia entre los recuentos de tiempo y aplicarlo a un oscilador de corriente extremadamente bajo en potencia, el cambio de corriente puede ser controlado linealmente. En comparación con el esquema tradicional de división de frecuencia entera utilizado por las etiquetas pasivas para una velocidad de datos ascendente de 160 k bits, la frecuencia requerida para el generador de reloj se redujo de 960 kHz a 320 kHz, el error de calibración se redujo de +/-10% a +/-3% para una desviación de frecuencia de +/-25%, el tiempo de calibración fue de 133.3 s para un disparo único en este trabajo, y el consumo de energía fue de 158 nW después de que se completara la calibración. Esto conduce a una excelente eficiencia energética de 0.59 nW/kHz y cumple con los requisitos de bajo consumo, bajo costo y robustez de PVT en los chips IoT pasivos alimentados por RF. Aumentando adecuadamente el número de dígitos de calibración y la duración, este enfoque de calibración también podría ser utilizado para otros chips IoT pasivos de ultra bajo consumo que requieren un reloj de mayor precisión sin el uso de cristales externos.

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