한국정보통신학회논문지 (Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering)

  • 제9권6호
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  • Pages.1269-1276
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  • 2005
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  • 2234-4772(pISSN)
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  • 2288-4165(eISSN)
한국정보통신학회 (The Korea Institute of Information and Commucation Engineering)
권호 표지

직접 변환 방식을 이용한 주파수 혼합기

Mixer using the direct-conversion method

  • 임채성 ((주)렛스비전) ;
  • 김성우 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 최혁환 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 이명교 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 권태하 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부)
  • 발행 : 2005.10.01
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초록

본 연구에서는 RF 수신단에 적용할 수 있는 직접 변환 방식의 주파수 혼합기를 설계하였다. 직접 변환 방식의 주파수 혼합기는 기존의 헤테로다인 방식에 비해 고집적화가 가능하고 저전력 및 저가의 설계가 가능한 구조이다. 제안된 주파수 혼합기는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용한 2.4GHz대에서 동작하는 RF CMOS 주파수 혼합기로써, HSPICE를 이용하여 시뮬레이션 하였고, 레이아웃은 멘토사의 IC Station을 이용하여 수행하였다. 기본 single-balanced Gilbert Cell의 출력단에 추가 변환을 수행하였고, 각 변환단의 전달 컨덕턴스 값을 조절하여 결과적으로 출력단에 나타나는 2차 혼변조 성분이 differential 출력에 의해 충분히 개선되도록 하였다. 3.3V의 공급전압으로 29dB의 높은 전압이득을 얻었고 3.5mA의 전류소모가 발생하였다. 2차 혼변조 성분을 줄이기 위한 구조적인 변화를 통해 63dBm의 IIP2 값을 얻었다.

In this paper, Mixer using the direct-conversion method intended to use in front-end of a RF receiver is designed. The direct conversion Mixer is an alternative wireless receiver architecture to the well-established superheterodyne, particularly for high integration, low power, and low cost. It operates at 2.4GHz band, and is designed and simulated with a 0.35um CMOS technology and HSPICE simulator. Layout is implemented with a Mentor IC Station. The 2.4GHz CMOS Mixer employs a modified single-balanced Gilbert Cell with additional MOSFET in the output stages to improve IIP2, which is a standard of linearity in direct conversion receiver. Additional coversion-stages's transconductances are controlled by each MOSFET's physical properties. The HSPICE simulation results show that the 2.4GHz CMOS Mixer has voltage gam of 29dB, IIP2 of 63dBm, respectively. The Mixer also draws 3.5mA from a 3.3V supply.

키워드

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