Abstract
In order to transmit baseband signals through frequency dividing devices, we studied the transfer function of the device in the term of the baseband signal distortion. From the analysis, it is shown that the magnitude of the envelope signal is related to the mixer gain and the insertion loss of the low pass filter whilst the phase is the additional function with the 1/2 of the phase delay. For the purpose of the verification of the study, we designed a dynamic frequency divider at 1,400 MHz. The operating frequency range of the device is closely related to the conversion gain of mixers and the amplitude of input signal, and becomes wide as the conversion gain of mixers increases. The designed frequency divider operates between 0.9 GHz and 3.2 GHz, for -14.5 dBm input power. The circuit shows 20 mW power dissipation at $V_{DD}=2.5V$, and the simulation result shows that an amplitude modulated signal at 1,400 MHz with the modulation index of 0.9 was successfully downconverted to 700 MHz.
본 논문은 주파수 분할기를 통한 변조신호 전달시스템의 구현에 있어, 동적 주파수분할기의 출력 유지 조건 및 동작 주파수의 관계식을 활용하여 반송주파수가 분할된 변조신호의 전달함수를 도출하였다. 이러한 분석으로부터, 동적 주파수 분할기의 전달함수는 크기 신호에 대하여 곱셈기의 이득과 입력 전압의 일차 선형 함수로 결정되며, 위상은 입력위상에 대역필터의 군지연이 합산되는 관계로 파악되었다. 이에 따라 1,400 MHz 대역에서 동작하는 동적 주파수 분할기를 설계하였으며, 이를 통해 700 MHz 대역으로의 변조신호 전달 가능성을 확인하기 위한 모의실험을 수행하였다. 설계된 회로는 0.9~3.2 GHz에서 동작하며, 2.3 GHz의 대역폭을 가지고 입력 주파수 1.4 GHz에서 -14.5 dBm의 입력 전력으로 동작하도록 설계되었다. 바이어스 전압 $V_{DD}=2.5V$에서 입력 파형 $V_{PP}=136mV$일 때 20 mW의 전력을 소모하며, 변조지수 0.9인 진폭변조신호를 1.4 GHz에서 700 MHz로 성공적으로 전송하는 것을 확인하였다.