Toshiba
Corporation (TOKYO : 6502) a annoncé aujourd?hui le développement
d?un VCO (oscillateur contrôlé en tension) à puissance extrêmement
faible 2,4 GHz pour les systèmes sans fil à faible puissance comme le
Bluetooth® Low Energy (BLE). Le fonctionnement à basse
tension inférieure à la tension de seuil du transistor est obtenu en
combinant les caractéristiques d?un VCO de classe D et la technique de
contrôle dynamique de la tension d?alimentation. La consommation
d?énergie du VCO est réduite d?un cinquième à un dixième par rapport à
la norme. Toshiba a présenté le VCO lors de l?ESSCIRC (European
Solid-State Circuits Conference) qui s’est tenue à Venise, en Italie, le
24 septembre 2014.
Récemment, les applications de communication sans fil ont été élargies
pour inclure le sport, le fitness, les soins de santé, les montres et
plus encore. Comme ces applications demandent souvent un fonctionnement
longue durée de vie des batteries de faible capacité, comme une
pile-bouton ou un capteur d?énergie, il leur faut un CI de très faible
puissance sans fil. Cela a stimulé la recherche pour concevoir des CI de
faible puissance sans fil ainsi que des blocs fonctionnels individuels.
Pour les blocs fonctionnels, la réduction de la consommation d?énergie
du VCO est particulièrement difficile, car un niveau sonore supérieur
dépend de la forte consommation d?énergie. Il y a eu beaucoup de
recherches pour trouver des techniques de VCO à faible bruit et faible
consommation d?énergie, principalement axées sur la réduction de la
consommation de courant. Cependant, pour une consommation extrêmement
faible, la réduction du domaine de puissance est nécessaire.
Toshiba a appliqué un VCO de classe D développé avec une technologie
CMOS avancée, utilisant les transistors comme des interrupteurs (et non
comme des transconducteurs, comme les VCO conventionnels). Si un VCO de
classe D peut atteindre des performances de bruit supérieures avec une
basse tension d?alimentation, la tension d?alimentation doit également
être aussi faible que possible pour une très faible puissance.
Un VCO de très faible puissance a été développé avec une technique de
contrôle de la tension d?alimentation dynamique utilisant un circuit
Low-Drop Out (LDO) comme contrôleur dynamique de la tension
d?alimentation. Au démarrage du VCO, la tension d?alimentation est
soutenue pour assurer un démarrage rapide et fiable. Pendant l?état
stationnaire suivant le démarrage, la tension d?alimentation est
contrôlée en dessous de la tension de seuil, ce qui maintient
l?oscillation égale de la tension d?alimentation inférieure à la tension
de seuil du transistor, dans la mesure où la caractéristique d?un VCO de
classe D est une amplitude d?oscillation environ trois fois plus élevée
que la tension d?alimentation. Le fonctionnement avec une tension
extrêmement basse a pour conséquence la faible consommation d?énergie du
VCO.
La puce d?essai est fabriquée avec une technologie CMOS 28 nm à tension
de seuil élevée. Tandis que la tension de seuil élevée peut réduire le
courant de fuite en mode veille, elle augmente la consommation d?énergie
dans un système classique de VCO de classe D, parce qu?une tension
d?alimentation plus élevée est requise. Cependant, étant donné que le
VCO proposé peut osciller à une tension inférieure à la tension de
seuil, une oscillation de faible puissance peut être disponible même
avec une tension de seuil élevée. On peut ainsi obtenir une consommation
d?énergie extrêmement faible de seulement 171 uW, ainsi que les
performances de bruit blanc de phase requises pour les systèmes sans fil
de faible puissance.
Le contrôle de la tension d?alimentation dynamique peut apporter un
compromis entre le courant de fuite en mode veille et la consommation de
puissance active en mode actif. En outre, un système sans fil plus
efficace peut être mis à disposition si ce VCO basse tension est utilisé
avec des sources d?énergie comme un convertisseur AC/AC et un capteur
d?énergie
Ce VCO peut fonctionner avec une très faible consommation d?énergie
grâce à la technologie CMOS avancée. Par la suite, Toshiba va faire
progresser la réduction de la puissance pour les systèmes globaux sans
fil ainsi que les blocs fonctionnels VCO, dans le but d?obtenir un CI de
puissance extrêmement faible dans les trois prochaines années.
*Bluetooth est une marque déposée appartenant à Bluetooth SIG, Inc. et
est utilisée sous licence par Toshiba.
À propos de Toshiba
Toshiba Corporation, une société du Fortune 500, canalise dans
cinq domaines d?affaires stratégiques ses capacités de niveau mondial en
produits et systèmes électroniques et électriques de pointe : Énergie et
infrastructure, solutions à l?intention de la collectivité, systèmes et
services de soins de santé, appareils et composants électroniques, et
enfin produits et services « mode de vie ». Guidée par les principes de
l?engagement de base du groupe Toshiba, « Engagés envers la population,
engagés envers l?avenir », Toshiba promeut des opérations mondiales
visant à assurer « La croissance à travers la créativité et
l?innovation » et contribue à la création d?un monde où les gens, en
tout lieu, vivent dans une société sûre, sécurisée et confortable.
Fondée à Tokyo en 1875, Toshiba se situe aujourd?hui au c?ur d?un réseau
mondial de plus de 590 sociétés consolidées, employant plus de 200 000
personnes à travers le monde, avec des ventes annuelles dépassant les
6,5 billions de yens (63 milliards USD).
Pour en
savoir plus sur Toshiba, rendez-vous sur le site www.toshiba.co.jp/index.htm
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