Nghiên cứu và thiết kế IC RF cho các ứng dụng không dây sử dụng công cụ phần mềm mã nguồn mở

Abstract

Sự tiến bộ của công nghệ truyền thông không dây trong dải tần sub-6GHz đã mở ra tiềm năng lớn cho các ứng dụng như mạng 5G, Internet vạn vật (IoT) và Mạng cảm biến không dây (WSN). Bộ lọc Tần số Radio (RF) tích hợp trên vi mạch (IC) là thành phần quan trọng để đảm bảo chất lượng tín hiệu bằng cách loại bỏ nhiễu và chọn lọc các tần số mong muốn. Bài báo này trình bày quá trình nghiên cứu và thiết kế một bộ lọc thông dải Butterworth bậc 5, hoạt động ở tần số trung tâm 3.5 GHz với băng thông 200 MHz, sử dụng các công cụ mã nguồn mở như MATLAB, LTspice, Xschem và Ngspice. Kết quả mô phỏng cho thấy bộ lọc đạt độ lợi khoảng 0.26 dB, băng thông chính xác và độ trễ nhóm ổn định (~152.43 ps), đáp ứng các yêu cầu của hệ thống không dây hiện đại. Tuy nhiên, việc tổng hợp layout gặp khó khăn do thiếu các linh kiện RF, như cuộn cảm và tụ điện nhỏ, trong SKY130 PDK. Nghiên cứu đề xuất áp dụng GF180MCU PDK để khắc phục những hạn chế này và đưa ra định hướng mở rộng ứng dụng trong các hệ thống không dây tiên tiến tại Việt Nam.