Os pesquisadores do MIT projetaram um receptor compacto e de baixa potência para dispositivos inteligentes consistentes em 5G, que são cerca de 30 vezes mais elásticos para certos tipos de intervenção do que alguns receptores sem fio tradicionais.
O receptor de baixo custo será ideal para sensores ambientais, termostatos inteligentes ou outros dispositivos, como dispositivos de Internet das Coisas (IoT) com potência (IoT) que continuarão continuamente por um longo tempo, como sensores saudáveis de câmera ou observação industrial.
Os chips dos pesquisadores usam um processo de filtragem passiva que consome menos de um Milliwatt Power estático ao proteger a entrada e a saída do receptor dos sinais sem fio indesejados que podem atirar no dispositivo.
A chave do novo sistema é um formato sofisticado de capacitores preenchidos e empilhados, que são conectados por uma rede de pequenos interruptores. Esses interruptores de miniskul requerem muito menos energia para ligar e desligar do que o comumente usado nos receptores da IoT.
A rede de capacitores do receptor e a cautela do amplificador estão organizados para obter um evento que permita que o chip use capacitores muito menores que o requisito.
“Este receptor pode ajudar a expandir a capacidade dos aparelhos de IoT. Dispositivos inteligentes, como monitores de saúde ou sensores industriais, podem ser menores e longos a duração da bateria, eles serão mais confiáveis em um ambiente de rádio lotado, como o piso creddy ou a rede inteligente da cidade”, “Líder de estudantes de papel e estudante de grau e aluno de grau.
Ele se juntou a Mohammad Berzgari, Laboratório de Pesquisa do MIT de Artigo PostDok; Hybo Young, um estudante de pós -graduação da EECS; E o Professor de Desenvolvimento de Carreira do Consórcio X-Windo do MIT e o Microsystems Technology Laboratories e o membro do RLE NUGER RISKARIMIAN. O estudo foi apresentado recentemente no Simpósio de circuitos integrados de radiofrequência IEEE.
Um novo valor
Um receptor atua como um intermediário entre um dispositivo de IoT e seu ambiente. Sua tarefa é detectar e ampliar um sinal sem fio, filtrar qualquer interferência e convertê -lo em dados digitais para processamento.
Dições, os receptores da IoT trabalham em frequências fixas e suprimem a intervenção usando um único filtro de banda estreita, que é simples e barata.
No entanto, as novas especificações técnicas da rede móvel 5G permitem dispositivos mais acessíveis e de redução de perda de energia. Ele expõe uma gama de aplicativos de IoT em velocidade rápida de dados e aumenta a capacidade de rede de 5G. Os dispositivos IoT da próxima geração exigem receptores que ainda podem sintonizar uma ampla frequência quando é caro e de baixa potência.
“Isso é extremamente desafiador, porque não devemos pensar apenas no poder e nas despesas do receptor, mas também há flexibilidade para abordar os inúmeros intervenção no ambiente”, disse Arai.
Para reduzir o tamanho, despesa e custo de eletricidade dos dispositivos de IoT, os engenheiros geralmente não conseguem confiar em filtros pesados e fora do chip que são usados em uma ampla faixa de frequência.
Uma solução é usar uma rede de capacitores no chip que podem filtrar sinais indesejados. No entanto, essas redes de capacitores correm risco de sinais especiais conhecidos como interferência harmoniosa.
No trabalho anterior, os pesquisadores do MIT criaram uma rede sofisticada de capacitores que tem como alvo esses sinais harmoniosos o mais rápido possível na cadeia do receptor, antes de serem convertidos em picadas digitais para processamento e filtros sinais ineficazes.
Aperte o circuito
Aqui, eles expandiram o procedimento usando a rede de capacitores do switch do romance como um caminho de reação para um amplificador com ganhos negativos. Essa configuração ganha efeito Miller, um evento que permite que os capacitores menores se comportem como muito maiores.
“Essa técnica nos permite atender aos requisitos de filtragem para a IO de banda estreita, sem um material fisicamente grande, o que reduz severamente o tamanho do circuito”, disse Arai.
O receptor deles tem menos de 0,05 milímetros quadrados de zonas ativas.
Um desafio dos pesquisadores foi determinar como aplicar a tensão adequada para executar o interruptor, mantendo a fonte de alimentação geral do chip apenas 0,6 volts.
Na presença de sinais intermediários, esses pequenos interruptores podem desligar e desligar o erro, especialmente se a tensão necessária para a comutação for extremamente baixa.
Para resolver isso, os pesquisadores tiveram uma solução sofisticada usando uma técnica de circuito especial chamada Bootstrap Ratock. Esse método aprimora a tensão de controle para garantir que os comutadores gerenciem de maneira confiável ao usar menos energia e menos material do que o método tradicional de reforço do relógio.
Tomados em conjunto, essas inovações permitem que o novo receptor engole o novo receptor cerca de 30 vezes mais interferência harmoniosa do que o receptor da IoT tradicional.
“Nosso chip também é muito silencioso, no caso de não poluir o fluxo de ar. É muito pequeno em nossos interruptores, portanto a quantidade de quantidade que pode sair da antena é muito pequena”, acrescentou.
Como o receptor é eletrônico menor e mais complexo que o dispositivo tradicional de maré, pode ser mais caro desaparecer. Além disso, como o design do receptor pode cobrir ampla frequência de sinal, ele pode ser aplicado a vários dispositivos IoT atuais e futuros.
Agora que eles criaram esse protótipo, os pesquisadores desejam permitir que o receptor lide com o receptor sem qualquer fonte de alimentação dedicada coletando sinais Wi-Fi ou Bluetooth do ambiente para obter o chip.
Este estudo é parcialmente apoiado pela National Science Foundation.
