北京
接收器是物联网设备与环境之间的中介，其职责是检测并放大无线信号、过滤干扰，然后将信号转换为数字数据供处理。
传统物联网接收器在固定频率下运行，通过单一窄带滤波器抑制干扰，这种设计简单且成本低。
但5G移动网络的新技术规范支持低能力设备（更经济、更节能），这为物联网应用开启了5G更快数据速率和更强网络能力的大门。这些下一代物联网设备需要接收器能在宽频率范围内调谐，同时保持成本效益和低功耗。
“这极具挑战性，因为我们不仅需要考虑接收器的功耗和成本，还需要其灵活性以应对环境中存在的多种干扰源。” 阿拉伊说。
为减小物联网设备的尺寸、成本和功耗，工程师无法依赖传统宽频设备中使用的笨重片外滤波器。
一种解决方案是使用片上电容器网络过滤无用信号，但这类电容器网络易受一种特殊信号噪声（谐波干扰）影响。
在先前工作中，麻省理工学院的研究人员开发了一种新型开关电容器网络，可在接收器链路的最早期阶段针对这些谐波信号，在无用信号被放大并转换为数字位处理前将其过滤。
在此基础上，他们将这种新型开关电容器网络用作负增益放大器的反馈路径，利用米勒效应（一种使小电容器表现得像大电容器的现象）。
“这种方法让我们能在不使用物理大元件的情况下满足窄带物联网的滤波需求，大幅缩小了电路尺寸。” 阿拉伊表示。
他们的接收器有效面积小于0.05平方毫米。研究人员需克服的一个挑战是，在芯片总电源仅0.6伏的情况下，确定如何提供足够电压驱动开关。
在干扰信号存在时，这种微型开关可能因开关所需电压极低而误动作。
为此，研究人员提出了一种创新解决方案——采用名为“自举时钟”的特殊电路技术。该方法仅提升控制电压至足够水平，确保开关可靠运行，且比传统时钟升压方法功耗更低、元件更少。
综合这些创新，新型接收器功耗低于1毫瓦，同时阻断谐波干扰的能力是传统物联网接收器的约30倍。
“从不对无线电波造成污染的角度看，我们的芯片也非常‘安静’。这是因为我们的开关非常小，天线泄漏的信号量也极小。” 阿拉伊补充道。
由于该接收器比传统设备更小巧，且依赖开关和预充电电容器而非更复杂的电子元件，其制造成本可能更低。此外，由于接收器设计可覆盖宽频信号，它可能适用于多种当前和未来的物联网设备。
在开发出该原型后，研究人员希望让接收器无需专用电源运行，可能通过收集环境中的Wi-Fi或蓝牙信号为芯片供电。
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