Los investigadores del MIT han diseñado un destinatario compacto y de baja resistencia para dispositivos inteligentes de acuerdo con 5G, 30 veces más flexible que cualquier intervención especial que los destinatarios inalámbricos tradicionales.
Los destinatarios de bajo costo serán ideales para dispositivos de Internet (IoT) que funcionan con batería, como sensores ambientales, termostis inteligentes u otros dispositivos que deben ejecutarse durante mucho tiempo, como ropa de salud, cámaras inteligentes o sensores de monitoreo industrial.
El chip de los investigadores utiliza un mecanismo de filtrado pasivo que utiliza menos de una milla de resistencia estable, al tiempo que protege la entrada y salida del amplificador del destinatario de señales inalámbricas no deseadas que pueden atascar.
La clave del nuevo enfoque es una nueva gestión de los condensadores preconcebidos y apilados, que están conectados a través de una red de pequeños interruptores. Estos interruptores municipales necesitan mucha menos potencia para encenderse y apagarse que los utilizados en los receptores de IoT comúnmente.
La red de condensadores del destinatario y el amplificador están cuidadosamente organizados para aprovechar una tendencia de elegibilidad, lo que permite que el chip use capsadores más pequeños de lo que generalmente es necesario.
“Este destinatario puede ayudar a mejorar las capacidades del dispositivo IoT. Los dispositivos inteligentes, como los monitores de salud o los sensores industriales, pueden ser más pequeños y pueden vivir una duración de la batería más larga. Serán más confiables en una ciencia, como flores de fábrica o redes de ciudades inteligentes, en una ciencia informática” y una ciencia de la informática.
Se ha unido al artículo de Postal Postal, Mohammad Berzagri en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT (RLE). EECS estudiante graduado Hibo Yang; Y en el MIT, el profesor asistente de desarrollo de tecnología de micro sistema de operaciones X -Window de Canal de Canaderos y miembros de la RLE, el autor Senior Neigar Rescue Creamin. La investigación se presentó recientemente en el Simposio de circo integrado de radiofrecuencia IEE.
Una nueva calidad
Un destinatario funciona como un golpe entre el dispositivo IoT y su entorno. Su trabajo es detectar y expandir la señal inalámbrica, filtrar cualquier interferencia y luego convertirla en datos digitales para su procesamiento.
Tradicionalmente, los destinatarios de IoT trabajan en frecuencias fijas y suprimen la interferencia utilizando el mismo filtro de banda estrecha, lo cual es fácil y barato.
Pero las nuevas especificaciones técnicas de la red móvil 5G permiten dispositivos de baja capacidad que son más asequibles y energéticamente eficientes. Esto aumenta cuanto más rápido son los datos y la capacidad de red 5G. Los dispositivos IoT de próxima generación necesitan destinatarios que puedan encontrar en una amplia gama de frecuencia, mientras que aún cuestan una potencia efectiva y baja.
“Esto es extremadamente difícil porque ahora necesitamos pensar en la fuerza y el precio del destinatario, pero también tiene la flexibilidad de resolver muchas interferencias en el medio ambiente”, dice Ari.
El tamaño del dispositivo IoT, el costo y el consumo de energía no pueden depender de los ingenieros grandes y los filtros fuera del chip que se usan comúnmente en dispositivos que funcionan en un amplio rango de frecuencia.
Una solución es usar una red de condensadores en chip que pueda filtrar señales no deseadas. Pero esta red capacitadora sufre de tipo especial de ruido de señal conocido como intervención armónica.
Anteriormente en el trabajo, los investigadores del MIT han desarrollado una nueva red de capacitadores de conmutación que se dirige a estas señales armónicas lo antes posible en China, y antes de ser promovidos en bits digitales para procesar y filtrar señales no deseadas antes.
El circuito se está reduciendo
Aquí, mejora este enfoque mediante el uso de la red de capacitadores de conmutación novedosa como una ruta en un amplificador con una ventaja negativa. Este diseño beneficia al efecto Miller, una tendencia que permite a los pequeños condensadores comportarse como personas muy grandes.
“Este truco nos permite satisfacer la necesidad de filtrar IoT de banda estrecha sin ingredientes físicamente grandes, lo que encoge el tamaño del circuito rápidamente”, dice Ari.
Un área activa de su receptor es inferior a 0.05 milímetros cuadrados.
Los investigadores tuvieron un desafío que tuvo que superar cómo aplicar suficiente voltaje para ejecutar el interruptor mientras mantenía la fuente de alimentación total del chip total en solo 0.6 voltios.
En presencia de señales de interferencia, tales interruptores pequeños pueden girarse y apagarse accidentalmente, especialmente si el voltaje requerido para la conmutación es extremadamente bajo.
Para identificar esto, los investigadores trajeron una solución novedosa, que utilizó una técnica de circuito especial llamada BoatStop Rocking. Este método promueve el voltaje de control sustancialmente para garantizar que los interruptores funcionen de manera confiable, mientras que el reloj tradicional usa menos resistencia y menos componentes a través de formas de promover.
Juntas, estas innovaciones permiten al nuevo destinatario usar menos de un millón de fuerza, al tiempo que evitan 30 veces más interferencia armónica que los destinatarios tradicionales de IoT.
“Nuestro chip también está muy tranquilo, en términos de no contaminar las vías respiratorias. Ha surgido del hecho de que nuestros interruptores son muy pocos, por lo que la cantidad de señal de salida de la antena es demasiado pequeña”.
Dado que su destinatario es más pequeño que los dispositivos convencionales y se basa en interruptores y condensadores preconcebidos en lugar de electrónica más compleja, puede ser más efectivo para la fabricación. Además, dado que el destinatario puede cubrir una amplia gama de frecuencia de señal de diseño, se puede aplicar a una variedad de dispositivos IoT actuales y futuros.
Ahora que han desarrollado este prototipo, los investigadores quieren permitir que el destinatario trabaje sin ninguna fuente de alimentación dedicada, tal vez para cortar el chip cosechando señales WI -FI o Bluetooth del medio ambiente.
Esta investigación ha sido parcialmente apoyada por la National Science Foundation.
