Projeto de circuitos transmissores reconfiguráveis IR-UWB utilizando pulso PRC no processo 130nm da tecnologia CMOS

• Processo: 16/15857-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Circuitos Elétricos, Magnéticos e Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Luiz Carlos Moreira
• Beneficiário: Luiz Carlos Moreira
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas (IPECI). Universidade Católica de Santos (UNISANTOS). Santos , SP, Brasil
• Assunto(s): Microeletrônica Modulação CMOS
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cmos | modulação | Phased array | transmissor | Uwb | Microeletrônica

Resumo

Este trabalho de pesquisa tem por objetivo projetar, simular, construir e caracterizar duas topologias de circuitos transmissores reconfiguráveis tipo Impulse Radio-Ultra-WideBand (IR-UWB) no processo 130nm da tecnologia CMOS. Atualmente, a maioria dos circuitos transmissores utilizam dois tipos de controle para ajustar o pulso na mascará do FCC, que são: controle da frequência em função dos circuitos de delay (atrasos) implementado com inversores em série e para controle da amplitude utilizamos circuitos "Charge Pump" com espelhos de corrente. Para as novas topologias de transmissores reconfiguráveis, proposta neste projeto de pesquisa, visualizamos a possibilidade de agregar um outro controle, ou seja, o controle do número de pulsos na forma de onda do sinal de saída, permitindo assim, três tipos de controles. Estas novas topologias serão implementadas com as seguintes características: largura de banda de 3.1 a 10.6 GHz; limite de potência de -41dbm/MHz (de acordo com Federal Communication Commission-FCC dos Estados Unidos); geradores de pulso tipo Edge Combiner para gerar forma de onda Pseudo Raised Cosine (PRC) variável em quantidades de pulsos; controles de frequência e amplitude; Pulse Repetition Frequency (PRF) de 100MHz; modulação Binary Phase Shift Keying-(BPSK) (somente, para transmissão de dados). A primeira topologia de transmissor, será implementada para aplicação em Micro Impulse Radar (MIR) tipo Phased-array contendo quatro módulos transmissores para aplicação. Este circuito, com múltiplas antenas, permite que o padrão de radiação seja direcionado eletronicamente sem a necessidade de qualquer rotação mecânica. Também, permite uma maior potência de transmissão do sinal quando comparado com uma tecnologia de transmissão que faz uso de uma única antena. A segunda topologia de transmissor será implementada para transmissão de dados em altas taxas, mas utilizando apenas uma antena de banda larga. Esta topologia será implementada em duas versões, ou seja, uma com circuito balun passivo (transformadores planares) e a outra com balun ativo (transistores). Para laborar, neste projeto, utilizaremos o software ADS/Momentum/Keysight para extração dos modelos elétricos de indutores, transformadores e baluns passivos. Para simulação elétrica e layout utilizaremos todas ferramentas de CAD do software IC Nanometer da Mentor Graphics, juntamente com os designs-kit da fornecido pela foundry UMC130nm e para fabricação utilizaremos um conceito "Fabless" em modelo Multi-Project Wafer (MPW) chamado de mini@sic da EUROPRACTICE. Por fim, após a fabricação utilizaremos Vector Network Analyser-VNA do Laboratório de Microeletrônica da Escola Politécnica da USP. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MOREIRA, LUIZ C.; NETO, JOSE F.; OLIVEIRA, WALTER S.; FERAUCHE, THIAGO; SILVA NOVAES, GUILHERME A.; MURPHY, RS. A Pseudo-Raised Cosine IR-UWB pulse generator with adaptive PSD using 130nm CMOS process. 2019 IEEE 10TH LATIN AMERICAN SYMPOSIUM ON CIRCUITS & SYSTEMS (LASCAS), v. N/A, p. 4-pg., 2019-01-01. (16/15857-2)

MOREIRA, LUIZ CARLOS; FONTEBASSO NETO, JOSE; FERAUCHE, THIAGO; SILVA NOVAES, GUILHERME APOLINARIO; TORRES RIOS, EMMANUEL; IEEE. All-digital reconfigurable IR-UWB pulse generator using BPSK modulation in 130nm RF-CMOS process. 2017 IEEE 8TH LATIN AMERICAN SYMPOSIUM ON CIRCUITS & SYSTEMS (LASCAS), v. N/A, p. 4-pg., 2017-01-01. (16/15857-2)

MOREIRA, LUIZ CARLOS; NETO, JOS FONTEBASSO; OLIVEIRA, WALTER SILVA; FERAUCHE, THIAGO; IEEE. A pulse generator using Pulse Amplitude Modulation for IR-UWB in 130nm CMOS process. 2018 IEEE MTT-S LATIN AMERICA MICROWAVE CONFERENCE (LAMC 2018), v. N/A, p. 4-pg., 2018-01-01. (16/15857-2)

MOREIRA, LUIZ CARLOS; VICTOR, JR., MARCUS HENRIQUE; SAOTOME, OSAMU; HECK, GUILHERME; CALAZANS, NEY L. V.; MORAES, FERNANDO GEHM. A differential IR-UWB transmitter using PAM modulation with adaptive PSD. ANALOG INTEGRATED CIRCUITS AND SIGNAL PROCESSING, v. 106, n. 1, p. 339-350, JAN 2021. (16/15857-2)