JSSC 2021第7期RF & Wireless130nm

A 70-μW 135-mm 2 Wireless Sensor With 32 Channels of Resistive and Capacitive Se

提出一种用于电子皮肤的多通道无线传感器接口电路，采用CDMA-like方法同时记录电阻和电容传感器信号。

130nm CMOS, 70 µW, 1.35 mm², 0.87 pJ/Conversion-step per channel

无线传感器多通道接口电子皮肤CDMA-likePWM UWB

▸创新点1：CDMA-like多通道传感方法（方法创新）。该技术通过类似CDMA的编码方式，实现了16通道电阻传感器和16通道电容传感器的同步记录，显著提高了多通道传感的并行处理能力，降低了系统复杂度。

▸创新点2：边缘编码PWM UWB无线传输（电路创新）。采用边缘编码技术，PWM UWB发射器在时域中传输编码信号，即使在20%数据丢失的恶劣环境下，仍能恢复SNR高于70 dB的传感器数据，提升了传输可靠性。

▸创新点3：无需传感器节点数字化（系统创新）。通过PWM UWB发射器直接传输模拟信号，避免了传感器节点上的数字化过程，减少了数据传输量，提高了传感和无线传输的效率，系统功耗仅为70 µW。

▸创新点4：高能效设计（系统创新）。该传感器节点采用130-nm工艺制造，芯片面积仅为1.35 mm²，能量效率达到0.87 pJ/Conversion-step per channel，适用于低功耗电子皮肤应用。

Abstract

This article presents a wireless multi-channel sensor interface circuit for emerging e-skin applications. The proposed interface circuit uses a CDMA-like sensing method to simul- taneously record 16-channel resistive sensors and 16-channel capacitive sensors. The code-modulated multi-channel signals are conditioned and wirelessly transmitted through an edge-encoded pulsewidth-modulation ultra-wideband (PWM UWB) transmitter in the time domain. The PWM UWB transmitter eliminates the need for digit