Design of low-power analog circuits for analog decoding and wireless sensors nodes

La prima parte di questo lavoro di tesi e' dedicata alla decodifica analogica e presenta la progettazione di un'interfaccia di I/O per un decodificatore iterattivo completamente analogico per un codice convoluzionale concatenato in serie e di un decoder analogico per Trellis Coded Modulation (TCM) per la correzione degli errori in memorie Flash multi-livello. Il decodificatore iterattivo rappresenta un grosso passo avanti nell'evoluzione dei decodificatori analogici in quanto e' possibile riconfigurarne sia la lunghezza di blocco che il rate del codice. Per di piu', con un'efficienza di 2.1nJ/bit, migliora fino a 50 volte le prestazioni in termini di efficienza dei decodificatori digitali con la stessa lunghezza di blocco. Le potenziali prestazioni e le limitazioni dell'approccio analogico per un decodificatore per TCM sono state investigate considerando due diversi decodificatori, uno a 4 stati ed uno ad 8 stati, entrambi sviluppati in un processo CMOS standard con una lunghezza di canale di 0.18um. Nella seconda parte della tesi viene presentato il design di un transciver per una radio ad impulsi a banda larga (UWB-IR), con particolare enfasi sulla progettazione del trasmettitore. Il trasmettitore utilizza una nuova combinazione di mixer e amplificatore di potenza per generare un impulso gaussiano con una larghezza di banda di 1.25GHz ed una frequenza centrale di 7.875GHz. Il nuovo circuito, inoltre, include un trasformatore monolitico in modo tale da generare una tensione di uscita di 3.2Vpp, necessaria per garantire la distanza di connessione richiesta di almeno 10 metri. Il trasformatore e' stato progettato in modo da massimizzare l'efficienza in termini di potenza e, allo stesso tempo, realizzare un filtro ladder del quarto ordine al fine di ridurre le emissioni fuori banda del trasmettitore stesso. Confrontando l'efficienza di questo design con trasmettori per UWB-IR allo stato dell'arte si e' visto come la soluzione da noi proposta porti ad un miglioramento dell'efficienza del trasmettitore di un fattore pari a 10.