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TRAFFIC : un filtre SiGe analogique FIR pour micro-ondes et ondes millimétriques

Circuit intégré traffic

14Georgia Tech a mis au point un MMIC (circuit intégré monolithique hyperfréquence) polyvalent pour le filtrage et le traitement directs des signaux hyperfréquences et à ondes millimétriques. Baptisé TRAFFIC, l’objectif est ainsi de réduire la consommation d’énergie radioélectrique en remplaçant certains éléments de traitement numérique du signal par des blocs de traitement analogique reconfigurables.

« Les blocs de numérisation à haut débit ciblant les fréquences micro-ondes sont coûteux et consomment beaucoup d’énergie », explique Nelson Lourenco, chercheur à Georgia Tech. En RF, nous pouvons effectuer un traitement similaire à ce qui peut être fait dans les FPGA. L’idée étant que, puisqu’il s’agit d’un petit circuit intégré, nous pouvons le placer très près des antennes. Nous pouvons aussi l’intégrer en développant des solutions de facteur de forme très petites.

Les chercheurs ont baptisé la technologie circuit intégré de filtre radiofréquence transversal (TRAFFIC). Ils ont notamment fait la démonstration d’un filtre analogique à réponse impulsionnelle finie (RIF) reconfigurable en silicium-germanium 10 pour 1. Un filtre également réglable de 2 à 20 GHz.

Son objectif étant de filtrer les signaux indésirables de forte puissance ou hors bande avant qu’ils n’entrent dans la chaîne de traitement du signal numérique. L’objectif étant de préserver la gamme dynamique du signal entrant.

Le filtrage FIR permet également de précompenser la distorsion qui se produit lorsque les amplificateurs fonctionnent en saturation.

« TRAFFIC a pour but de rapprocher les fonctionnalités de l’ouverture, a déclaré Doug Denison, directeur du Georgia Tech Advanced Concepts Laboratory. Cela permet en effet de réduire potentiellement la taille, le poids, la puissance et le coût. Ce qui permettra en même temps de diminuer la latence du système et soulager les composants numériques.»

TRAFFIC : un filtre en temps continu

Après le filtre frontal, l’équipe envisage un conditionneur de signal analogique dans un système d’annulation des interférences.

Selon l’université, le conditionnement analogique réduit également la latence. Il est en temps continu, ce qui élimine les limitations de la bande passante des systèmes échantillonnés.

Le circuit intégré est basé sur une plateforme SiGe BiCMOS de GlobalFoundries de 250 GHz et 130 nm. Une plateforme exploitant les dispositifs bipolaires à hétérojonction.

L’arséniure de gallium, le nitrure de gallium ou le phosphure d’indium sont également envisagés pour TRAFFIC.

« Il existe certaines applications de niche pour lesquelles le silicium ne sera pas le meilleur. TRAFFIC les soutiendra en étant agnostique sur le plan technologique », a déclaré le chercheur Lourenco.

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