カプセル内視鏡のためのTDC校正付きデジタル断片型N PLLに基づくマルチバンド低供給電圧16-QAMトランスミッター

科学分野:

• 電気工学 電気工学とは
• バイオメディカルエンジニアリング
• ワイヤレス通信 ワイヤレス通信

背景:

• カプセル内視鏡検査は,高データレートと高エネルギー効率のワイヤレスデータ伝送を必要とします.
• カプセルのバッテリー容量が限られているため,電力効率のよい送信機設計が必要になります.
• 会議受信機の感度仕様には,十分な出力と低ノイズが必要です.

研究 の 目的:

• カプセル内視鏡のためのマルチバンド16-QAM調節のための高度なデジタルトランスミッターを提示します.
• 高いエネルギー効率と出力力で高いデータレートを達成する.
• バッテリー駆動の内視鏡カプセルでの電力消費を減らすために.

主な方法:

• カウンターアシストデジタルフェーズロックループ (CDPLL) を利用して,複数のバンドで低騒音なクロック生成を行いました.
• EVMの性能を改善するために,タイム・トゥ・デジタル・コンバータ (TDC) カリブレーションを実装しました.
• 高電力効率のデジタルパワーアンプを開発した.

主要な成果:

• 180nm CMOS プロセスで製造された送信機は,16-QAM 調節で 40 Mbps をサポートしています.
• 40MHzのデータレートと1.1Vの電源で0.27/0.26nJ/bitのエネルギー効率を達成しました.
• 測定されたEVMは3.24/3.7%で,狭い帯域幅 (10MHz) で435/415MHzで-5dBmの出力を持つ.
• 各バンドで 0.86/0.82 nJ/bit/mW のメリットを報告しました.

結論:

• 開発されたデジタルトランスミッターは,高データレート,エネルギー効率,出力を含むカプセル内視鏡の厳しい要件を満たしています.
• TDC カリブレーション付きの CDPLL は,EVM のパフォーマンスを大幅に改善します.
• 高効率のデジタルパワーアンプは,全体的なシステム電力消費量を削減し,カプセル動作時間を延長します.