Journal of Korea Society of Industrial Information Systems (한국산업정보학회논문지)

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Implementation of a CMOS FM RX front-end with an automatic tunable input matching network

자동 변환 임피던스 매칭 네트워크를 갖는 CMOS FM 수신기 프론트엔드 구현

  • 김연보 (대구대학교 전자전기공학부) ;
  • 문현원 (대구대학교 전자전기공학부)
  • Received : 2014.07.21
  • Accepted : 2014.08.20
  • Published : 2014.08.30
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Abstract

In this paper, we propose a CMOS FM RX front-end structure with an automatic tunable input matching network and implement it using a 65nm CMOS technology. The proposed FM RX front-end is designed to change the resonance frequency of the input matching network at the low noise amplifier (LNA) according to the channel frequency selected by a phase-locked loop (PLL) for maintaining almost constant sensitivity level when an embedded antenna type with high frequency selectivity characteristic is used for FM receiver. The simulation results of implemented FM front-end show about 38dB of voltage gain, below 2.5dB of noise figure, and -15.5dBm of input referred intercept point (IIP3) respectively, while drawing only 3.5mA from 1.8V supply voltage including an LO buffer.

본 논문에서 2개의 다른 특성을 갖는 FM 안테나들을 사용할 수 있도록 자동 변환 매칭 네트워크를 갖는 CMOS FM 수신기 프론트엔드 구조를 제안하였고 이를 65nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 제안된 FM 수신기는 높은 주파수 선택 특성을 갖는 임베디드 안테나를 사용 시 FM 전체 주파수 밴드에서 일정한 수신감도를 유지하기 위해서 저 잡음 증폭기의 입력 매칭 회로의 공진 주파수를 채널 주파수에 따라 가변이 가능하도록 구현하였다. 구현된 FM 프론트엔드의 시뮬레이션 결과는 약 38dB 전압이득, 2.5dB 이하의 잡음 지수 특성, -15.5dBm의 IIP3 선형성 특성을 보이고 1.8V 전원에 3.5mA 전류를 소모한다.

Keywords

References

  1. J. T. Ryu, "Development of miniatured dual-frequency FM transmitter," Journal of the Korea Industrial Information System Research, Vol. 16, No. 5, pp. 31-55, 2011.
  2. M. Jeong, B. Kim, Y. Cho, Y. Kim, S. Kim, H. Yoo, J. Lee, J. K. Kee, K. S. Jung, J. Lee, H. Yang, G. Tayler, and B.-E. Kim, "A 65nm CMOS low power small size multistandard, multiband mobile broadcasting receiver SoC," February 7-11, 2010, San Francisco, CA, USA, pp. 460-461 in IEEE ISSCC Digest.
  3. Y.-M. Kim, M.-S. Park, J.-Y. Chyung, H.-M. Jung, and B.-C. Ahn, "Design of a PCB-embedded antenna for bluetooth applications," Journal of the Korea Industrial Information System Research, Vol. 11, No. 5, pp. 98-104, 2006.
  4. H. Moon and J.-T. Ryu "A new image rejection receiver architecture using simultaneously high-side and low-side injected LO signals," Journal of the Korea Industrial Information System Research, Vol. 18, No. 2, pp. 35-40, 2013. https://doi.org/10.9723/jksiis.2013.18.2.035
  5. H. Moon, S.-C. Heo, H. Yu, J.-S. Chang, S.-I. Choi, S. Lee, W.-S. Choo, and B.-H. Park, "A 27mW 2.2dB NF GPS receiver using a capacitive cross-coupled structure in 65nm CMOS," September, September 19-22, 2010, San Diego, CA, USA, pp. 1-4, in Proc. IEEE CICC
  6. E. Sacchi, I. Bietti, S. Erba, L. tee, P. Vilmercati, and R. Castello, "A 15mW, 70kHz 1/f corner direct conversion CMOS receiver" IEEE Custom Integrated Circuits Conference, Sep., pp. 459-462, 2003.