富士通开发可降低十倍功耗的BAN收发器

2014-02-18 16:15:50来源: EEWORLD 关键字:富士通

据报道,川崎,富士通实验室和IMEC的霍尔斯特中心目前已联合开发新一代适合BAN(body area networks)的无线收发器

过去,医疗应用的无线端电力消耗通常为十几毫瓦,而富士通开发出的经过特殊优化的无线收发器耗电量只有1.6毫瓦@接收以及1.8毫瓦@发送。

无线医疗设备的电力消耗主要来自无线收发器,因此该技术可以使这些植入式医疗设备的电池寿命延长十倍,既减少电池更换或充电次数的频率,同时也减轻患者和医疗机构的负担。

富士通实验室同时计划未来将该技术引入其他应用中,比如监控等。

在医疗保健和医学领域,不同的传感器节点都需要电池供电,在电池技术短时间内无法突破的今天,如何更节约的用电,就成为了重中之重。因为包括心脏起搏器等设备,更换一次电池是非常痛苦的一件事。

富士通的收发器可以满足多种医疗系统的传输规格,而无须增添新的硬件,

该产品频段为400MHz,符合IEEE 802.15.6(BAN)标准,同时拥有两个传输速率模式,包括4.5Mbps的高速传输及11.7kbps的低速传输,一个是为脑电波、图像传输等服务的,另外一个则关注低功耗低速率的监护模式。

报道显示,此收发器之所以低功耗是采用了两方面技术,第一是数字控制接收器,通过简化收发器体系结构、提供可编程的硬件体系以支持不同标准调制模式等,该产品集成低噪声放大器、混频器、低通滤波器以及AD转换器,可以直接从无线信号中提取基带信号进行转换,而无须复杂的信号调理等。

第二个技术则是高速数字调制技术,以往发射机中的混频器的电力消耗很高,但富士通采用了数字三点调制模式使功耗得以降低。

原理如英文所示:

Rather than using a transmitting mixer, the circuitry uses a digital three-point modulation scheme in which a PLL(2), which generates the wireless signal from the digital circuit, takes as input high-frequency and low-frequency signals, and, similarly, the amplified transmit signal is input to the power amplifier.

To implement the high-speed mode using digital three-point modulation, a dual-varactor circuit technology was developed that, when in high-speed mode, increases the variation in the varactor’s(3) capacitance at the VCO(4), which takes the high-frequency modulated signal as input.
For low-speed/low-power mode, a low-power technology was developed that reduces the VCO modulation circuit’s baseline current by 90% while still allowing modulation.

These technologies support both a low-speed mode and high-speed mode with more than 300 times the transfer rate, resulting in a maximum power consumption of 1.6 mW when receiving and 1.8 mW when transmitting.

 

关键字:富士通

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/IoT/2014/0218/article_452.html
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