Annons

Färre komponenter – längre batterilivslängd

Nujira har nu överfört sin kommersialiserade och patenterade EER-teknik för modulering av slutsteg till mobiltelefoner. Tekniken sänker effektförbrukningen och gör det möjligt att täcka alla LTE-band med färre slutsteg.

Idag finns det globalt sett fjorton frekvensband för LTE och fler kan komma att läggas till. I en traditionellt utformad mobiltelefon är det svårt att bygga slutsteg med så hög bandbredd att de täcker mer än ett band om man samtidigt önskar få den linjäritet som krävs. I princip behövs det ett slutsteg för varje frekvensband.
Flera av dagens mobiltelefoner som täcker 5 WCDMA-band och 4 GSM-band. Att lägga till 14 LTE-band, med var sitt slutsteg ger en orimligt stor, komplicerad och strömkrävande konstruktion.
Ett stort problem med traditionell teknik är batterilivslängden. För LTE blir den ungefär en tredjedel jämfört med en mobiltelefon för 3G!
Det engelska företaget Nujira har tagit fram kommersiella lösningar som tar fasta på båda dessa problem.
Nujira kallar sin teknik HAT, High Accuracy Tracking, skyddad av 48 patent. Tekniken bygger på EER, Envelop tracking and Envelope Restauration. Principen kom till redan 1935 men har nu fått aktualitet i radioslutsteg för exempelvis mobiltelefoner basstationer och digitala TV-sändare. Nujira har nu lösningar för alla tre områdena och planerar för fler, t ex för flyg- eller radartillämpningar.
EER innebär att den till slutsteget inkommande signalens envelop detekteras. Denna signal styr sedan en DC/DC-omvandlares utspänning som används för att amplitudmodulera slutsteget.
Med denna metod kan slutsteget arbeta helt olinjärt. Sluttransistorn används som en switch, i klass D, E eller F, vilket gör att slutsteget kan få mycket hög verkningsgrad. Ett väldimensionerat klass F-slutsteg kan ge i storleksordningen 85 procents verkningsgrad. Principen tillåter alla typer av slutsteg, men de switchade har förutom hög verkningsgrad även fördelen av att kunna konstrueras bredbandiga eftersom de inte behöver uppfylla krav på hög olinjäritet.
Ett av problemen med detta arrangemang är åstadkomma en modulator (styrd DC/DC-omvandlare) som har tillräckligt hög bandbredd. LTE kräver 20 MHz.
Under våren 2008 presenterade Nujira en modul för basstationer och kort därefter debuterade en modul för digitala TV-sändare. Nu lanserar man sin lösning för mobiltelefoner. Denna har 83 procents verkningsgrad.

Säljs som IP-block
HAT för mobiltelefoner är ett IP-block avsett att implementeras i en enda CMOS-krets. Med den modellen får utvecklare av plattformar för mobiltelefoner möjlighet att lägga in denna IP tillsammans med andra funktioner i en krets. Modulatorn kräver ungefär fem miljoner grindar medan själva detektorn bara behöver ca 30 000 grindar.
Den använda CMOS-processen måste tåla högre spänning än medelspänningen eftersom LTE resulterar i ett topp/medelvärdesförhållande av hela 9 dB (8 ggr). Nujira har byggt kretsar i 180 nm CMOS men har också överfört konstruktionen till 65 nm.
Nujiras licens omfattar ett ”design kit”, systemmodeller, en schematisk databas, GDSII för testchip och en envelopgenerator.
En vanlig PA-modul för exempelvis WCDMA kan inte användas eftersom dennas anslutning belastas av avkoppling vilket reducerar bandbredden.
För att utnyttja modulatorns bandbredd måste slutsteget konstrueras med tanke på detta.
En av de kunder Nujira har idag är Sumitomo, som köper Nujiras moduler för basstationer. Intressant i sammanhanget är att Sumitomo numera äger företaget Eudyna, en av de ledande tillverkarna av RF-transistorer (HEMT) i galliumnitrid, GaN, som anses som synnerligen lämplig för att bygga switchade slutsteg med.
En fördel med switchade slutsteg är att den höga verkningsgraden tillåter mindre transistorer, jämfört med linjära slutsteg.

Cambridge och Bath
Det nu sex år gamla företaget startades i Cambridge. En konstruktionsavdelning i Bath har nyligen kommit till och sammantaget har Nujira 58 anställda.
De moduler för basstationer, som lanserades i maj förra året, produceras nu av SCI-Sanmina. Produktionen inleddes i Finland och sker nu i Kina.
I dagsläget har Nujira tre kunder av moduler för basstationer. En av dem är Sumitomo. Vilka de övriga två är vill man inte uppge. Inom två månader väntas fyra kunder komma till: två inom basstationer och två inom sändare för digital-TV.

Nujira är ett privat företag, grundat på riskkapital. Totalt har fonder gått in med 38 miljoner dollar, från Bankinvest, Amadeus Capital, 3i och Cambridge Gateway-fonden, plus 7 miljoner dollar från bl a affärsänglar.
Redan 2010 väntas företaget ge vinst.

Comments are closed.