Un receptor de RF Zigbee de 2.4 GHz y 2.9 mW con técnicas de reutilización de corriente y mezcla reutilizada de funciones
Autores: Cai, Zhikuang; Shi, Mingmin; Hu, Shanwen; Wang, Zixuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un receptor de RF Zigbee de 2.4 GHz y 2.9 mW con técnicas de reutilización de corriente y mezcla reutilizada de funciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Zigbee
Receptor
Consumo de energía
Amplificador
Fuerza de la señal
Consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un receptor Zigbee de baja potencia con una estructura de reutilización de corriente y técnicas de mezcla de función reutilizada. Para reducir el consumo total de energía, un amplificador de bajo ruido (LNA) y un amplificador de potencia (PA) comparten la corriente de polarización con un oscilador controlado por voltaje (VCO) en el modo de recepción (RX) y modo de transmisión (TX), respectivamente. El mezclador de función reutilizada reutiliza la etapa de transconductancia de radiofrecuencia (RF gm) para amplificar la señal de frecuencia intermedia (IF) convertida hacia abajo, obteniendo una ganancia de IF gratuita sin consumo adicional de energía. Un circuito detector de pico detecta la fuerza de la señal recibida y ajusta automáticamente la corriente de polarización para ahorrar energía cuando se detecta una fuerte fuerza de señal. Mientras tanto, el detector de pico ayuda a proporcionar un control de ganancia grueso como parte de la función de control de ganancia automático. Dado que parte del rango de ganancia de IF es compartido por el filtro paso bajo de retroalimentación múltiple (MFB), se puede reducir el número de etapas amplificadoras de IF de ganancia programable, lo que también significa una disminución en el consumo de energía. Se diseñó y fabricó un prototipo de este receptor de red de sensores inalámbricos (WSN) utilizando el proceso CMOS de 130 nm de TSMC bajo un voltaje de suministro de 1 V. El receptor completo logra una figura de ruido (NF) de 3.5 dB y una sensibilidad de recepción de -90 dBm para la señal de clave de desplazamiento de fase en cuadratura (O-QPSK) de 0.25 Mbps con un consumo de energía de 2.9 mW.
Descripción
Este estudio presenta un receptor Zigbee de baja potencia con una estructura de reutilización de corriente y técnicas de mezcla de función reutilizada. Para reducir el consumo total de energía, un amplificador de bajo ruido (LNA) y un amplificador de potencia (PA) comparten la corriente de polarización con un oscilador controlado por voltaje (VCO) en el modo de recepción (RX) y modo de transmisión (TX), respectivamente. El mezclador de función reutilizada reutiliza la etapa de transconductancia de radiofrecuencia (RF gm) para amplificar la señal de frecuencia intermedia (IF) convertida hacia abajo, obteniendo una ganancia de IF gratuita sin consumo adicional de energía. Un circuito detector de pico detecta la fuerza de la señal recibida y ajusta automáticamente la corriente de polarización para ahorrar energía cuando se detecta una fuerte fuerza de señal. Mientras tanto, el detector de pico ayuda a proporcionar un control de ganancia grueso como parte de la función de control de ganancia automático. Dado que parte del rango de ganancia de IF es compartido por el filtro paso bajo de retroalimentación múltiple (MFB), se puede reducir el número de etapas amplificadoras de IF de ganancia programable, lo que también significa una disminución en el consumo de energía. Se diseñó y fabricó un prototipo de este receptor de red de sensores inalámbricos (WSN) utilizando el proceso CMOS de 130 nm de TSMC bajo un voltaje de suministro de 1 V. El receptor completo logra una figura de ruido (NF) de 3.5 dB y una sensibilidad de recepción de -90 dBm para la señal de clave de desplazamiento de fase en cuadratura (O-QPSK) de 0.25 Mbps con un consumo de energía de 2.9 mW.