Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un receptor compacto especialmente diseñado para dispositivos inteligentes compatibles con redes 5G. Este receptor es aproximadamente 30 veces más resistente a cierto tipo de interferencias que los modelos inalámbricos tradicionales. El receptor de bajo coste sería óptimo para su implementación en dispositivos IoT alimentados por baterías, como sensores ambientales, termostatos inteligentes u otros dispositivos que necesitan funcionar de manera continua durante mucho tiempo, como dispositivos portátiles de salud, cámaras inteligentes o sensores de monitoreo industrial.
El nuevo chip utiliza un mecanismo de filtrado pasivo que consume menos de un milivatio de energía estática y al mismo tiempo protege tanto la entrada como la salida del amplificador del receptor de señales inalámbricas no deseadas que podrían bloquear el dispositivo.
La clave del nuevo enfoque reside en una novedosa disposición de condensadores precargados y apilados, conectados mediante una red de diminutos interruptores. Estos diminutos interruptores requieren mucha menos energía para activarse y desactivarse que los que se utilizan habitualmente en los receptores IoT.
Filtración de señales no deseadas
El núcleo de este receptor es un chip que incorpora una red de condensadores apilados y diminutos interruptores. Estos componentes trabajan juntos para filtrar señales no deseadas, protegiendo la entrada y la salida del amplificador, y al mismo tiempo, requieren mucha menos energía que los sistemas convencionales.
Al aprovechar un fenómeno conocido como efecto Miller, los investigadores lograron utilizar condensadores de menor tamaño sin perder eficacia en la amplificación. Además, la disposición de estos elementos contribuye de manera significativa a la reducción del espacio necesario en el chip, que mide menos de 0,05 milímetros cuadrados.
El receptor actúa como un intermediario entre los dispositivos IoT y su entorno, identificando y amplificando señales inalámbricas mientras filtra interferencias para convertirlas en datos digitales. A diferencia de los antiguos receptores, que solían usar un solo filtro para eliminar interferencias y solo funcionaban en frecuencias fijas, este diseño permite manejar una gama más amplia de frecuencias sin componentes externos voluminosos.
Reducción del consumo energético del receptor
Uno de los retos fue controlar los pequeños interruptores del circuito manteniendo un voltaje muy bajo, necesario para reducir el consumo energético del chip. Para solucionar esto, los investigadores implementaron un sistema de reloj bootstrap que ajusta el voltaje de control, asegurando el funcionamiento estable del chip con un bajo gasto energético.
Con estos avances, el receptor no solo bloquea una mayor cantidad de interferencias, sino que también abre nuevas posibilidades para dispositivos IoT más pequeños y autónomos. El equipo de investigación continúa explorando la posibilidad de que el receptor funcione recuperando energía directamente de señales ambientales, como wifi o bluetooth.