Der Bluetooth-5/BLE-Transceiver auf einer Testplatine. (Bild: IMEC/Renesas@ISSCC 2018)
Durch seine extrem geringe Stromaufnahme soll der Bluetooth-5/BLE-Transceiver die Lebensdauer der Batterie in IoT-Anwendungen um 50 Prozent verlängern. Der Chip sorgt für eine geringere Komplexität des Power-Managements, da anstelle eines Buck-Boost-Wandlers nur ein Buck-Wandler zum Einsatz kommt. Dabei unterstützt der in San Francisco vorgestellte Chip eine Vielzahl an Stromversorgungen, so zum Beispiel auch Energy-Harvester.
Der auf einem 40-nm-CMOS-Chip implementierte Bluetooth-5/BLE-Transceiver besteht aus einem Phase-Tracking-Empfänger und einem digitalen Sender, der auf einer volldigitalen Phasenregelschleife (ADPLL) basiert, um eine präzise Frequenzsteuerung zu gewährleisten. Die für den Transceiver benötigte Chipfläche beträgt lediglich 0,8 mm². Durch die ADPLL-basierte Frequenzsteuerung erreicht der Baustein Empfindlichkeiten von -95 dB für BLE und -92 dB für BT5. Zur Gewährleistung der Resilienz gegenüber Interferenzen verfügt der Transceiver über einen Hybrid-Loop-Filter.
Durch eine Verringerung der Betriebsspannung von üblicherweise etwa 1,1 V auf 0,8 V nimmt der von Imec und Renesas vorgestellte Transceiver im Empfangsmodus nur eine Leistung von 2,3 mW (BLE) beziehungsweise 2,9 mW (BT5, Bluetooth 5) auf. Im Vergleich zu BLE besitzt Bluetooth 5 eine doppelt so hohe Übertragungsgeschwindigkeit, die vierfache Reichweite, bietet verbesserte Übertragungs- und Komprimierungsverfahren und erreicht 800 Prozent mehr Kapazität bei Broadcast-Paketen.
Dr. Nicole Ahner (live aus San Francisco)
(av)