A 0.7-MHz-10-MHz CT+DT hybrid baseband chain with improved passband flatness for LTE application

Abstract

LTE를 위한 연속시간 필터와 이산시간 필터가 종속 접속하여 구성된 혼합시간 기저대역체인을 제안하고 이를 TSMC-65nm CMOS공정을 통해서 구현하였다. 구현된 칩은 0.75 mm2 의 크기를 갖고 1.8 V 전원으로 구동되어 10.8 mW의 전력을 소비한다. 혼합시간 기적대역체인은 2차 연속시간 저주파통과 필터, 2차 이산시간 3-입력 이동평균 필터, 가변이득 증폭기, 6-위상 클락 생성기, 그리고 DC-offset제거기로 구성된다. 이산시간 필터의 고유한 통과대역 이득감소와 왜곡현상을 해결하기 위해서 본 논문에서는 연속시간 필터의 퀄리티 팩터 (quality-factor)를 변화시키는 방법을 제안하여 전체 통과대역의 평탄도를 개선하였으며 이는 연속시간 필터내의 퀄리티 팩터를 결정하는 저항값을 스위치를 사용하여 가변시킴으로써 간단히 구현 가능하다. 전하영역 이산시간 필터는 작은 크기와 낮은 소모전력을 갖는 동시에 샘플링에 의해서 발생하는 에일리어싱 (aliasing)을 사전에 방지할 수 있는 고유한 sinc함수형태의 필터링 특성으로 인해서 잡음이나 간섭신호를 제거하기 위하여 사용된다. 제안하는 혼합시간 기저대역체인은 0.7 MHz-10 MHz 의 LTE 주파수 대역에서 1 dB이하의 통과대역 리플 (ripple)을 갖는다. 또한, 50.8 dB의 전압이득, 22.8 nVrms/√Hz의 입력잡음, 그리고 29 dBm의 대역외 (out-of-band) IIP3를 얻을 수 있으므로 상용 LTE 무선 송,수신칩에 실제 적용이 가능하며 이를 통해 높은 경쟁력을 기대할 수 있다.