Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Minera, Industrial i TIC, Moncunill Geniz, Francesc Xavier, Comerma Montells, Albert, Santana Cetro, Joel, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Minera, Industrial i TIC, Moncunill Geniz, Francesc Xavier, Comerma Montells, Albert, and Santana Cetro, Joel
En aquest document es presenta el procés d'anàlisi, incorporació de noves funcionalitats i millora d'un sistema front-end de ràdio superregeneratiu de baix consum, el qual s'integra utilitzant tecnologia microelectrònica CMOS de 180nm. Es parteix d'un disseny previ implementat amb el programari Cadence, i se segueix un procediment de disseny cel·lular per tal d'afegir cel·les que permetin controlar millor i optimitzar el funcionament d'aquest xip. En concret es dissenya una referència de tensió que, amb combinació amb diversos conversors digital-analògic, facilita un control precís de diferents blocs del front-end, permetent modificar característiques del sistema com la freqüència central de recepció. Tot i que a nivell pràctic, l'objectiu d'aquest treball no és la fabricació i test del xip físic, s'incideix en el fet d'obtenir un disseny depurat a punt per a la seva fabricació. Amb aquesta finalitat, es realitzen nombroses simulacions a nivell d'esquema i de layout. Es busca com a objectiu prioritari un disseny robust i estable, de manera que sigui poc sensible en front de fluctuacions de temperatura, de la tensió d'alimentació i de possibles variacions en el procés de fabricació. Es consideren també com a requisits importants el funcionament amb tensions d'alimentació baixes i un consum de corrent contingut, per mantenir les característiques low voltage i low power del front-end. Finalment, s'identifiquen i concreten diverses línies futures de millora., En este documento se presenta el proceso de análisis, incorporación de nuevas funcionalidades y mejora de un sistema front-end de radio superregenerativo de bajo consumo, que se integra utilizando tecnología microelectrónica CMOS de 180nm. Se parte de un diseño previo implementado con el software Cadence, i se siguie un procedimiento de diseño celular para añadir celdas que permitan controlar mejor y optimizar el funcionamiento de este chip. En concreto se diseña una referencia de tensión que, en combinación con varios conversores digital-analógico, facilita un control preciso de distintos bloques del front-end, permitiendo modificar características del sistema como la frecuencia central de recepción. Aunque a nivel práctico, el objetivo de este trabajo no es la fabricación y test del chip físico, se incide en obtener un diseño depurado listo para su fabricación. Con tal propósito, se realizan numerosas simulaciones a nivel de esquema y de layout. Se busca como objetivo prioritario un diseño robusto y estable, de modo que sea poco sensible frente a fluctuaciones de temperatura, tensión de alimentación y posibles variaciones en el proceso de fabricación. Se consideran también como requisitos importantes el funcionamiento con tensiones de alimentación bajas y un consumo de corriente contenido, para mantener las características low voltage y low power del front-end. Por último, se identifican y concretan varias líneas futuras de mejora., This document presents the process of analysis, incorporation of new functionalities and improvement of a low-consumption front-end super-regenerative radio system, which is integrated using 180nm CMOS microelectronic technology. It starts from a previous design implemented with Cadence software, and a cellular design procedure is followed in order to add cells that allow better control and optimize the operation of this chip. In particular, a voltage reference is designed which, in combination with several digital-to-analog converters, enables precise control of different blocks from the front-end, allowing system characteristics such as the central reception frequency to be modified. Although at a practical level, the objective of this work is not the fabrication and test of the physical chip, it is focused on obtaining a refined design ready for fabrication. For this purpose, numerous simulations are carried out at scheme and layout level. A robust and stable design is prioritized as a key objective, so that it is not sensitive to temperature fluctuations, supply voltage and possible variations in the manufacturing process. Operation with low supply voltages and contained current consumption are also considered important requirements, so low voltage and low power characteristics of the front-end can be maintained. Finally, several future lines of improvement are identified and specified.