Kan endre utvikling av ultrabredbånds-systemer

Belgiske imec har vist en ny impulsradio ultrabredbånd (IR-UWB) senderkrets som kan endre måten UWB-systemer er designet på.

Brikken er bygget i 28nm CMOS med et areal på 0,155 kvadratmillimeter og strømforbruk på mindre enn 10mW. Det nye designet støtter datahastigheter på 1,66 Gbit/s, 50 ganger hastigheten til dagens IEEE 802.15.4z UWB-standard.

UWB brukes for tiden for applikasjoner som sikker nøkkelfri adgang for, for eksempel, biler og hoteller, innendørs lokalisering og sporing av eiendeler, men den høyere datahastigheten kan utvides til applikasjoner som utvidet og virtuell virkelighet (AR/VR) i hodesett.

– Vi fortsetter å flytte grensene til UWB, sa Christian Bachmann, programdirektør for UWB hos imec. "– Det har ført til at vi har undersøkt om teknologien er effektivt i stand til å støtte applikasjoner med lav effekt og høyere bithastighet, som igjen har resultert i utviklingen av en splitter ny ultrabredbånd senderkrets.

For å oppnå de høyere dataoverføringshastighetene, kombinerer brikken flere modulasjonsskjemaer (M-PPM, M-PSK og M-PAM) som bygger på imecs ekspertise i å utvikle heldigitale faselåste sløyfer (ADPLL) og digitalt kontrollerte effektforsterkere. Forskere utviklet en svært energieffektiv ringoscillator med lav jitter i kombinasjon med en laveffekts polar sender.

En artikkel presentert på ISSCC-konferansen i USA nylig viser at brikken brukes til et hjernegrensesnitt som kjører på 6 til 9GHz. En trådløs modul bygget på et FR4 kretskort har et elektronikk kjerneområde på kun 1,05 cm2, inkludert en trykt sirkulær mono-antenne som måler 9,4×7 mm2 og senderbrikken.

– Et lignende bruksområde inkluderer neste generasjon smarte briller for å muliggjøre oppslukende AR/VR-opplevelser, sa Bachmann. – Og nevrovitenskapelig forskning kan også dra nytte av denne nye løsningen, ved å drive høy bitrate og miniatyriserte trådløse telemetrimoduler for intrakortikale sensorer. I hvert av disse tilfellene kan UWB bli en sterk konkurrent til WiFi-teknologi – ettersom sistnevnte vanligvis kommer med et mye større fotavtrykk og mer kompleksitet.

Mer informasjon: www.imec-int.com/en/5G-and-wireless-iot-communication/ultra-wide-band-uwb-technology