一个可重配置的双向无线电源和全双流数据收发器IC,用于可穿戴生物医学应用

科学领域:

• 电气工程 电气工程
• 生物医学工程 生物医学工程
• 集成电路设计 集成电路设计

背景情况:

• 可穿戴生物医疗设备需要高效的无线电源和数据传输,以实现连续运行和实时监控.
• 现有的解决方案往往难以同时实现双向通信和电源传输,从而限制了功能.
• 对于集成,可重新配置的收发器的需求正在增长,以实现无设备交互.

研究的目的:

• 介绍一款新的可重新配置的双向无线电源和数据收发器 (RB-WPDT) 集成电路 (IC).
• 为了实现可穿戴生物医学应用的同时,全双重 (FD) 数据传输和功率传输.
• 为了展示一个能够作为功率放大器或整流器运行的多功能IC.

主要方法:

• 设计了一个可重新配置的收发器IC,支持差分级D级功率放大器和全波整流器模式.
• 实现了全双重 (FD) 数据传输方案,使用频率转换键式脉冲宽度调制 (FSK-PWM) 进行下行链接,并使用负载转换键式 (LSK) 进行上行链接.
• 采用单一的感应链路来进行电力和数据传输,确保独立的通道运行.

主要成果:

• 实现了下链数据速率为250 kb/s和上链数据速率为67 kb/s.
• 测量了49%的DC-to-DC整体效率,并在5毫米的距离下向负载输送120mW.
• 使用180纳米BCD CMOS工艺制造了RB-WPDT IC.

结论:

• 拟议的RB-WPDT IC成功地整合了可用于可穿戴生物医疗系统的可重新配置功率和数据传输功能.
• 实施的FD通信方案实现了同时进行双向数据传输,干扰最小.
• 这项技术为更先进的无可穿戴生物医学设备铺平了道路,具有增强功能.