Projeto de um receptor BFSK integrado para HBC baseado na técnica injection locking
As tecnologias de telecomunicação avançaram a ponto de possibilitar redes especializadas na transmissão de dados nas proximidades do corpo. Este método de comunicação, conhecido como Body Area Network (BAN), está evoluindo rapidamente, exigindo maior portabilidade e uma vida útil mais extensa das ba...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal da Bahia (UFBA) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da UFBA |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.ufba.br:ri/39262 |
| Acceso en línea: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39262 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Engenharia Receptor HBC Injection locking Comunicação CMOS Receiver Comunication |
| Sumario: | As tecnologias de telecomunicação avançaram a ponto de possibilitar redes especializadas na transmissão de dados nas proximidades do corpo. Este método de comunicação, conhecido como Body Area Network (BAN), está evoluindo rapidamente, exigindo maior portabilidade e uma vida útil mais extensa das baterias. Isso, por sua vez, impulsiona a necessidade de redução no consumo de energia. Por esse motivo, soluções têm sido estudadas nas últimas três décadas para aprimorar a eficiência energética na transmissão de sinais. Dentre essas tecnologias, a técnica HBC (Human Body Communication) destaca-se nas pesquisas acadêmicas recentes. O HBC é um método de comunicação sem fio para redes corporais que oferece vantagens em termos de consumo, segurança e interferência quando comparado a outros métodos baseados em radiação. Essa vantagem advém da utilização do corpo humano como canal de transferência de sinal. No presente trabalho, descrevem-se o projeto e as simulações pós-leiaute de um receptor para HBC com acoplamento capacitivo, desenvolvido em tecnologia CMOS de 180 nm, capaz de demodular sinais BFSK. Utiliza-se uma arquitetura que realiza a conversão frequência-fase, explorando o fenômeno de injection locking. O receptor projetado incorpora um amplificador de entrada para elevar o sinal recebido aos níveis necessários para injection locking em um VCO (Voltage Controlled Oscillator). Com o injection locking, uma diferença de fase estará presente entre o sinal do VCO e o sinal injetado. Essa diferença de fase é identificada por um detector de fase, que determina se o sinal do VCO está atrasado ou adiantado. Após filtragem e comparação dos sinais de saída do detector de fase, obtém-se a demodulação do sinal BFSK. As simulações pós-leiaute do circuito demonstram a capacidade do receptor para operar na faixa entre 40 e 60 MHz, com taxas de dados de até 5 Mbps, consumo entre 0,74 mW e 1,58 mW, e eficiência de comunicação entre 148 pJ/bit e 316 pJ/bit, com alimentação de 1,5 V e 1,8 V, respectivamente. O estudo realizado neste trabalho incrementa o conhecimento sobre o projeto de receptor para HBC demostrando um caminho para o melhoramento no consumo de energia na comunicação de sinal sem fio, permitindo seu uso em BANs em aplicações médicas, de segurança ou entretenimento. |
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