Un transmisor frontal CMOS RF de 55 nm con un mezclador activo y un amplificador de potencia clase E para aplicaciones de banda ISM de 433 MHz
Autores: Yuan, Huazhong; Zhou, Ranran; Wang, Peng; Xu, Hui; Wang, Yong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un transmisor frontal CMOS RF de 55 nm con un mezclador activo y un amplificador de potencia clase E para aplicaciones de banda ISM de 433 MHz
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Transmisor
Frente de RF
Tecnología CMOS
Modulación BPSK
Amplificador de potencia
Potencia de salida.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Para satisfacer las crecientes demandas de comunicación inalámbrica para bandas ISM, se diseña un frente de RF transmisor de 433 MHz utilizando tecnología CMOS de baja potencia de 55 nm. Los circuitos constan de un mezclador activo, un amplificador de driver y un amplificador de potencia (PA) de clase-E. Se diseña un mezclador activo Gilbert de doble balance para realizar la modulación por desplazamiento de fase binario (BPSK). El driver se utiliza para preamplificar las señales de RF moduladas. El PA de clase-E adopta una estructura de cátodo común de cuatro ramas en paralelo para controlar el nivel de potencia de salida. La red de carga del PA se implementa a través de un circuito externo, en el que se selecciona una red de carga de inductancia de alimentación de CC finita para reducir la pérdida de potencia. El mezclador y el driver se diseñan con un voltaje de alimentación de 1.2 V, mientras que el PA se opera a un voltaje de alimentación de 1.8 V. El área del chip es de 0.206 mm x 0.089 mm, y los resultados medidos muestran que logra una potencia de salida máxima de 2.7 dBm, con un consumo total de potencia de 6.72 mW. Con una eficiencia de drenaje (DE) del 34.5%, se puede medir un menos de -10 dB sobre los rangos de frecuencia de 393.79 MHz a 455.70 MHz para el PA. Con datos BPSK de 192 kbps modulados a 433 MHz, el EVM medido es aproximadamente del 0.83% rms.
Descripción
Para satisfacer las crecientes demandas de comunicación inalámbrica para bandas ISM, se diseña un frente de RF transmisor de 433 MHz utilizando tecnología CMOS de baja potencia de 55 nm. Los circuitos constan de un mezclador activo, un amplificador de driver y un amplificador de potencia (PA) de clase-E. Se diseña un mezclador activo Gilbert de doble balance para realizar la modulación por desplazamiento de fase binario (BPSK). El driver se utiliza para preamplificar las señales de RF moduladas. El PA de clase-E adopta una estructura de cátodo común de cuatro ramas en paralelo para controlar el nivel de potencia de salida. La red de carga del PA se implementa a través de un circuito externo, en el que se selecciona una red de carga de inductancia de alimentación de CC finita para reducir la pérdida de potencia. El mezclador y el driver se diseñan con un voltaje de alimentación de 1.2 V, mientras que el PA se opera a un voltaje de alimentación de 1.8 V. El área del chip es de 0.206 mm x 0.089 mm, y los resultados medidos muestran que logra una potencia de salida máxima de 2.7 dBm, con un consumo total de potencia de 6.72 mW. Con una eficiencia de drenaje (DE) del 34.5%, se puede medir un menos de -10 dB sobre los rangos de frecuencia de 393.79 MHz a 455.70 MHz para el PA. Con datos BPSK de 192 kbps modulados a 433 MHz, el EVM medido es aproximadamente del 0.83% rms.