Estoy diseñando un circuito receptor de reactivación de baja potencia (WuRx) que se usará para despertar un Arduino y su transceptor de 433 MHz, ambos con mucha corriente (decenas de miliamperios) para seguir funcionando en cada control remoto nodo. El objetivo es desarrollar un receptor / detector de despertador de baja potencia que activará Arduino (o cualquier MCU en reposo) cuando esté presente la señal de activación de RF. La señal de activación de RF será una serie de breves impulsos OOK del transmisor.
Necesito amplificar la señal UHF desde su nivel de antena de diez microvoltios, a un nivel de al menos 100 milivoltios a 1 voltio para detectar la envolvente de RF a través de un simple rectificador de diodo, que luego disparará un comparador indicando "RF presente" durante OOK (activación on-off). Luego, estos pulsos se contarán utilizando algunos flip / flops o un contador dentro de una ventana de tiempo determinada para detectar una señal de activación válida.
He realizado una extensa investigación sobre estos receptores de despertador y el estado de la técnica. La conversión tradicional de RF a IF da como resultado una corriente demasiado inactiva debido a la corriente LO. Esto me ha llevado a la conclusión de que un amplificador de RF de baja potencia alimentado por un filtro de paso de banda de cerámica puede resolver este problema.
Dado que esto es simplemente un detector de activación de RF, la linealidad durante la amplificación es mucho menos importante que la corriente de reposo muy baja cuando no hay RF. Estos sensores esclavos de estilo IoT generalmente permanecen inactivos el 99,999% del tiempo, y solo necesitan despertarse durante unas decenas de milisegundos cada vez que el maestro los encuestó.
El flujo se verá así:
Antena - > Filtro de paso de banda - > Amplificador de RF - > Detector de sobres OOK - > Interrupción de activación para Arduino - > Transceptor de activación - > Datos de Rx - > Procesar datos Rx - > Volver a dormir
Mi problema es cómo minimizar el consumo de corriente del amplificador inactivo (a nivel de nanoampa idealmente) y amplificar suficientemente la señal de microvoltios una vez que está presente y saliendo del filtro de paso de banda. El consumo total de corriente del amplificador cuando hay señal de RF puede ser de unos pocos miliamperios. Estoy pensando que varias etapas de amplificación en serie de 15 dB a 20 dB para producir un aumento de señal de 10,000 a 100,000 x deberían ser suficientes; p.ej. 10 uV a 100mV - 1V.
Estoy viendo transistores LNA como el BFP720, un BJT de germanio de silicio con bajo nivel de ruido, pero dispuesto a considerar todas las opciones de bajo costo. El bajo costo y la pequeña huella también son factores, pero el consumo bajo de corriente de reposo con una batería de 3V es crítico.
He probado los amplificadores de Clase C con circuitos resonantes pero las simulaciones fallan (usando el simulador SystemVision) debido a que las señales de entrada de nivel bajo (milivoltios) son demasiado pequeñas para permitir que el transistor conduzca. ¿Qué tipo de amplificador puedo usar que tenga una corriente de polarización de reposo muy baja y pueda amplificar esta pequeña señal UHF?
Si puedo resolver esto, ayudará a muchas personas que están luchando para resolver este tipo de problema de despertar de baja potencia.
Gracias de antemano por la orientación.
