無電池的無線收發設備將出世

? 比利時微電子研究中心（Imec）在近日舉行的國際固態電路會議上報告了一種功耗僅為51微瓦的2.4GHz（吉赫茲）/915MHz（兆赫茲）自喚醒接收機。此一低功耗紀錄為研發出不用電池或可自動捕獲能量的無線收發設備打開了大門，該技術也可廣泛應用于遠程射頻識別（RFID）及物流、智能建筑和醫療服務所使用的無線傳感器節點。

　　目前，由電池供電的無線通信系統在無線設備不必發送或接收數據時會消耗大量電能，這意味著，在大部分時間里，手機上的藍牙或無線局域網在不發揮功能時也要從電池獲取能量。Imec研發的具有超低功耗和快速響應時間的自喚醒接收機，則可與傳統收發設備并行放置，以在需要接收或發送數據時進行切換。

　　基于雙采樣研發的新型無線收發架構可克服1/f噪聲問題，1/f噪聲會影響大多數低數據率（10kbps至100kbps）無線收發設備。因此，在獲得相同性能的前提下，傳統上這些收發設備要比高數據率設備具有更高的功率預算。采用雙采樣技術，1/f噪聲得以降低，從而使接收器的靈敏度可隨數據率的變化成比例地提高。

　　該自喚醒接收器芯片是利用90納米數字CMOS技術實現的，芯片面積約為0.36平方毫米。測量顯示，915MHz接收器在100kbps（OOK）調制時的靈敏度為-75dBm（信噪比大于12dB）。當數據率降至10kbps并過濾帶外噪聲的情況下，靈敏度可提高5dB。2.4GHz接收器在100kbps和10kbps數據率的情況下，其靈敏度分別為-64dBm和-69dBm。

　　研究人員表示，在無線自主傳感器系統的研究中，研究目標是開發出可從環境中捕獲能量而非使用電池的無線傳感器系統。對于數字信號處理器、無線電收發設備和傳感器來說，這種系統的功率預算僅為100微瓦。僅51微瓦的超低功率無線收發設備的成功研制是朝實現該目標邁出的重大一步，其為諸如遠程RFID、智能照明、傳感器標簽等無電池應用打開了大門。

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