Construções inteligentes de capacitores permitem que este novo chip receptor rejeite 40 vezes mais interferência

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram um novo design de chip para dispositivos móveis que, segundo eles, pode rejeitar melhor sinais indesejados - reduzindo a interferência sem prejudicar o desempenho.

"Muitos outros receptores de banda larga não fazem nada sobre harmônicos [causadores de interferência] até a hora de ver o que os bits significam", explica o principal autor Soroush Araei sobre o trabalho da equipe, que se concentrou especificamente na redução do impacto dos harmônicos interferência. "Eles fazem isso mais tarde na cadeia, mas isso não funciona bem se você tiver sinais de alta potência nas frequências harmônicas. Em vez disso, queremos remover os harmônicos o mais rápido possível para evitar a perda de informações".

O que a equipe projetou é um chip com arquitetura primeiro misturador, inspirada em técnicas usadas em processadores de sinais digitais (DSPs) para filtragem digital de blocos. Ao adaptar essas técnicas a sinais analógicos, usando capacitores adicionados ao design do chip, a equipe conseguiu reduzir drasticamente a interferência harmônica - bloqueando a interferência 40 vezes mais forte do que seus concorrentes com apenas uma redução marginal na força do sinal recebido e desejado.

O segredo está em como os capacitores são usados, com alguns componentes dispostos em paralelo para compartilhar cargas e outros em série para formar pilhas. “As pessoas já usaram essas técnicas, compartilhamento de carga e empilhamento de capacitores, separadamente antes, mas nunca juntos”, explica Araei. "Descobrimos que ambas as técnicas devem ser feitas simultaneamente para obter esse benefício. Além disso, descobrimos como fazer isso de forma passiva dentro do mixer sem usar nenhum hardware adicional, mantendo a integridade do sinal e mantendo os custos baixos."

“Estamos interessados ​​em desenvolver circuitos e sistemas eletrônicos que atendam às demandas do 5G e das futuras gerações de sistemas de comunicação sem fio”, diz o autor sênior Negar Reiskarimian, professor assistente, sobre o impacto potencial do trabalho da equipe. "Ao projetar nossos circuitos, buscamos inspirações de outros domínios, como processamento de sinal digital e eletromagnetismo aplicado. Acreditamos na elegância e simplicidade do circuito e tentamos criar hardware multifuncional que não exija energia adicional e área de chip."

O trabalho da equipe foi aceito para ser apresentado na IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2023, mas ainda não estava disponível publicamente no momento da redação. Mais informações estão disponíveis no MIT News.