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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2573| High performance CMOS Receiver for Wireless Body Area Networks | |
| Alejandro Israel Bautista-Castillo | |
| Alejandro Diaz-Sanchez Jose Silva-martinez SANCHEZ GASPARIANO | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Wireless Body Area Network Super-Regenerative receiver Self-tuning Mixer-First Receiver | |
| El estándar BAN (Body Area Network) fue publicado en 2012 y representa una tecnología emergente. A pesar de ello, los dispositivos de comunicación en aplicaciones médicas se han utilizado ampliamente. Su objetivo principal es el monitoreo de enfermedades crónicas, que son la causa principal de muerte en el mundo, representando el 63% de los fallecimientos. Entre las enfermedades más comunes se encuentran las cardiovasculares, oncológicas, respiratorias, los accidentes cerebrovasculares y la diabetes. Estas enfermedades suelen ser de larga duración y progresan lentamente, por lo que el monitoreo constante es crucial para reducir el número de muertes y discapacidades. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha declarado que reducir la falta de monitoreo es un desafío global, ya que proporciona conciencia de los factores de riesgo, identifica situaciones críticas y ayuda a aliviar la carga sobre los servicios de salud pública. La reducción de energía en las etapas de transmisión y recepción es un desafío importante, ya que disminuir el consumo puede aumentar el ruido y afectar la sensibilidad, la frecuencia de operación y el rango dinámico. Por lo tanto, la reducción significativa del consumo de energía introduce restricciones de diseño que limitan el uso de configuraciones de circuitos típicos, requiriendo nuevas topologías como el current-reuse o el receptor de mezclador primero, que son generalmente complejas. El current-reuse permite usar una única polarización de corriente para más de un circuito, mostrando buenos resultados. Además, el uso de etapas pasivas en la sección RF no solo elimina el consumo de corriente continua, sino que también aumenta la linealidad, reduciendo los efectos de desensibilización. Este capítulo presenta un receptor de mezclador primero autoajustable en una tecnología CMOS de 0.13μm. El prototipo demuestra que es posible aprovechar la portadora de la señal transmitida para sintonizar el receptor. Los resultados de la caracterización muestran que es posible autoajustar el receptor con la señal RF en una banda estrecha. Con una potencia de portadora de 10dBm, el ancho de banda del receptor es de aproximadamente 120 MHz, y en el peor de los casos, con una potencia de portadora de 30dBm, se alcanza un ancho de banda de 10 MHz. The BAN (Body Area Network) standard was published in 2012, marking it as an emerging technology. However, communication devices in medical applications have been widely utilized. The primary aim is to monitor chronic diseases, which are the leading cause of death worldwide, accounting for 63% of all fatalities. The most prevalent diseases include cardiovascular conditions, cancer, respiratory diseases, cerebrovascular accidents, and diabetes. These diseases are typically long-lasting and progress slowly, making constant monitoring crucial to reduce mortality and disability rates. The World Health Organization (WHO) has highlighted the reduction of monitoring gaps as a global challenge, as monitoring provides essential insights into risk factors, critical health issues, and helps alleviate the workload on public health services. Reducing energy consumption in the transmission and reception stages poses a significant challenge because lowering consumption can increase noise and affect sensitivity, operational frequency, and dynamic range. Consequently, energy consumption cannotbe significantly reduced without introducing several design constraints that limit the use of conventional circuit configurations. Thus, new topologies, such as current-reuse or mixer-first receivers, which are generally complex, must be proposed. Current-reuse allows a single current bias to serve more than one circuit or fuse over two stages, showing promising results. Moreover, the use of passive stages in the RF section not only eliminates DC consumption but also increases linearity, thereby reducing desensitization effects. This chapter has presented a self-tuning mixer-first receiver in 0.13μm CMOS technology. The prototype demonstrates the feasibility of utilizing the carrier from the transmitted signal to tune the receiver. The characterization results indicate that the receiver can be self-tuned with the RF signal within a narrow band. When the carrier power is 10dBm, the receiver’s bandwidth is approximately 120 MHz. In the worst-case scenario, with a carrier power of 30dBm, a bandwidth of 10 MHz is achieved. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2024-06 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Bautista Castillo, A. I., (2024), High performance CMOS Receiver for Wireless Body Area Networks, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Electrónica |
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