Delft wint met ruisarme versterker

Draadloze breedband communicatietechnologieën worden op dit moment ontwikkeld voor commerciële toepassingen, zoals multi-band and multi-standaard radio, software-defined and adaptieve radio, en ultrawideband (UWB) radio. Deze technologieën stellen snelheden tot 1 Gb/s in het vooruitzicht. De door de Delftse onderzoekers ontwikkelde UWB-versterker maakt het mogelijk om met hoge snelheden data uit te wisselen tussen laptops, digitale camera’s en andere elektronische apparaten. Naast snelheid belooft UWB een aanzienlijk lager batterijverbruik dan op dit moment het geval is bij conventionele draadloze technologieën, zoals Bluetooth of 802.11. Ook bij de ontwikkeling van draadloze sensoren is UWB een veelbelovende techniek, die mogelijkheden biedt voor diverse toepassingen op het gebied van gezondheidszorg, transport en beveiliging.

Eén van de moeilijkheden bij het ontwerpen van breedband versterkers voor UWB systemen is het werken vanaf een enkele batterij met een laag stroomverbruik, en het tegelijkertijd versterken van de signalen van 3.1 tot 10.6 GHz met een minimaal kwaliteitsverlies. De versterker die Reiha en Long in Delft ontwikkelden, werd gebouwd door IBM Microelectronics. Het is de eerste versterker die gebruik maakt van on-chip transformators in een commerciële CMOS–technologie, dezelfde technologie die gebruikt wordt voor het maken van personal computers en de meeste andere draagbare elektrische apparaten. Door de geïntegreerde transformator kan de versterker aan de strikte ontwerpvoorwaarden die UWB vereist tegemoetkomen, werkend op een voltage van 1.2V, met een energieverbruik van slechts 9,5 mW. De integratie van dit circuit in de CMOS-technologie is een nieuwe stap in de richting van de uiteindelijke integratie van draadloze- en computertechnologie in dezelfde IC: al sinds midden jaren ’80 een droom van menig micro- elektrotechnisch onderzoeker.

Het winnende paper, ‘A 1.2V Reactive-Feedback 3.1-10.6GHz Ultrawideband Low- Noise Amplifier in 0.13um CMOS’, is een coproductie van Michael Reiha MSc en prof.dr. John Long van het Elektronika Laboratorium/DIMES, Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica, TU Delft. Dit jaar zijn op het symposium 125 papers van gerenommeerde onderzoeksinstituten gepresenteerd, waarvan er 70 in aanmerking kwamen voor de award.