KR100853526B1 - Radio receiver becomes accomplished the gain control by the low pass filter - Google Patents
Radio receiver becomes accomplished the gain control by the low pass filter Download PDFInfo
- Publication number
- KR100853526B1 KR100853526B1 KR1020070018315A KR20070018315A KR100853526B1 KR 100853526 B1 KR100853526 B1 KR 100853526B1 KR 1020070018315 A KR1020070018315 A KR 1020070018315A KR 20070018315 A KR20070018315 A KR 20070018315A KR 100853526 B1 KR100853526 B1 KR 100853526B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bias voltage
- pass filter
- low pass
- voltage
- output
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/44—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
- H04N5/52—Automatic gain control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 저역 통과 필터에 의해 이득 제어가 이루어지는 무선 수신기의 구성을 나타낸 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a wireless receiver in which gain control is performed by a low pass filter of the present invention.
도 2는 도 1의 저역 통과 필터를 도시한 회로도. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the low pass filter of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 RSSI의 일실시예를 나타낸 구성도.3 is a block diagram showing an embodiment of the RSSI of FIG.
도 4는 도 3의 LPF의 일실시예를 나타낸 구성도. 4 is a block diagram showing an embodiment of the LPF of FIG.
도 5는 도 1의 RSSI의 다른 실시예를 나타낸 일부 구성도.FIG. 5 is a partial configuration diagram illustrating another embodiment of the RSSI of FIG. 1. FIG.
도 6은 도 1의 RSSI의 또 다른 실시예를 나타낸 일부 구성도.FIG. 6 is a diagram illustrating some components of another embodiment of the RSSI of FIG. 1. FIG.
도 7은 종래의 일반적인 자동 이득 제어기를 갖는 무선 수신기를 나타낸 블록도.7 is a block diagram illustrating a wireless receiver having a conventional general automatic gain controller.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 수신부100: receiver
110 : 저잡음 증폭기(LNA) 110: low noise amplifier (LNA)
120 : 무선 신호 가변 이득 증폭기(RF-VGA) 120: radio signal variable gain amplifier (RF-VGA)
130 : 혼합기(Mixer) 130: Mixer
140 : 발진기(VCO) 140: oscillator (VCO)
200 : 자동 이득 제어 루프(VGA Loop)200: Automatic Gain Control Loop (VGA Loop)
210 : 제 1 저역 통과 필터(LPF) 210: first low pass filter (LPF)
220 : 제 2 저역 통과 필터(LPF) 220: second low pass filter (LPF)
230 : 버퍼 230: buffer
240 : ADC 240: ADC
250 : MCU 250: MCU
260 : 수신 신호 강도 검출기(RSSI) 260: received signal strength detector (RSSI)
261 : 리미팅 앰프(LA) 261 limiting amplifier
262 : 전파 정류기(FWR) 262: full-wave rectifier (FWR)
263 : 저역 통과 필터(LPF) 263 low pass filter (LPF)
264 : 전류 공급 수단 264 current supply means
265 : NMOS FET 265: NMOS FET
270 : 제 1 전압-전류 변환기(V-I Converter)
280 : 제 2 전압-전류 변환기(V-I Converter)270: first voltage-to-current converter (VI Converter)
280: second voltage-to-current converter (VI Converter)
290 : 전류-전압 변환기(I-V Converter) 290: I-V Converter
본 발명은 방송 수신기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가변 이득 증폭기 없이 저역 통과 필터에 입력되는 바이어스 전압을 MCU를 통해 조절하여 이득 및 주파수 튜닝이 이루어지도록 하여, 멀티 스탠다드 방식에 적용 가능한 저역 통과 필 터에 의해 이득 제어가 이루어지는 무선 수신기에 관한 것이다. The present invention relates to a broadcast receiver, and more particularly, a low pass filter applicable to a multi-standard method by adjusting a bias voltage input to a low pass filter without a variable gain amplifier through an MCU to achieve gain and frequency tuning. The present invention relates to a wireless receiver in which gain control is performed.
일반적으로 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 및 DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)와 같은 휴대용 디지털 방송 서비스가 상용화되면서, 디지털 방송용 RF 튜너(Tuner)에 대한 연구가 활발해지고 있다. In general, as portable digital broadcasting services such as DMB (Digital Multimedia Broadcasting) and DVB-H (Digital Video Broadcasting-Handheld) become commercially available, researches on RF tuners for digital broadcasting have been actively conducted.
RF 튜너의 수신부에서는 송신부와의 거리에 따라 신호의 크기가 수시로 변하는 입력 신호를 받아들이게 되므로 아날로그-디지털 변환기(ADC) 및 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기에 일정한 크기의 안정된 신호를 전달하기 위해서 수신부를 통해 수신되는 무선 주파수 대역(Radio Frequency Band; RF Band)의 무선(RF) 신호를 기저대역(Baseband)의 신호로 변환하여 전달해야 하므로, 자동 이득 조절기(AGC : Automation Gain Controller)의 기능이 중요하다. The receiver of the RF tuner accepts an input signal whose amplitude varies from time to time with the distance from the transmitter. In order to transmit the radio frequency band (RF) of the radio frequency band (RF Band) received through the receiver to convert to a baseband signal (baseband) signal, so that the automatic gain controller (AGC: Automation Gain Controller) The function of is important.
일반적으로 많이 사용되는 슈퍼-헤테로다인(Super-Heterodyne)방식의 수신기는 수신기로 수신되는 무선주파수대역(Radio Frequency Band; RF Band)의 무선(RF)신호를 중간주파수대역(Intermediate Frequency Band; IF Band)의 중간주파수(IF) 신호로 변환하고, 다시 중간주파수(IF) 신호를 기저대역(Baseband)의 신호로 반복적으로 변환해야 한다.In general, a super-heterodyne type receiver is a radio frequency band (RF band) received by the receiver to the radio (RF) signal of the intermediate frequency band (Intermediate Frequency Band; IF Band) ) And then convert the IF signal to the baseband signal repeatedly.
이러한 구조는 반복되는 주파수변환으로 인해 비선형 특성이 추가되어 상호 변조 왜곡이나 기생성분들이 발생하게 되므로, 상호 변조 왜곡이나 기생성분들을 제거하기 위하여 외부에 SAW 필터(Filter)를 사용하게 되어 생산 단가를 높이는 원 인을 유발한다. This structure adds nonlinear characteristics due to repetitive frequency conversions, resulting in intermodulation distortion or parasitic components. Therefore, SAW filters are used externally to remove intermodulation distortion or parasitic components, thereby increasing production costs. Causes cause.
이러한 단점을 극복하고자 종래에는 이미지 제거 필터를 사용하여 이미지 제거를 하는 Low-IF 수신기를 이용하고 있는데, 이미지 주파수가 RF 근처에 발생해서 완벽히 제거하기 어려워 민감도가 나빠지게 되고, I/Q 부정합으로 인한 이미지-밴드 문제가 있다. In order to overcome this disadvantage, conventionally, a low-IF receiver using an image removal filter to remove an image is used. The image frequency is generated near the RF, which makes it difficult to completely remove the image, resulting in poor sensitivity, and due to I / Q mismatch. There is an image-band problem.
따라서, 이러한 단점을 극복하고자 종래의 다른 수신기로 직접변환(Direct Conversion; Zero-IF) 수신기를 이용하고 있다. Therefore, in order to overcome these disadvantages, a direct conversion (Zero-IF) receiver is used as another conventional receiver.
직접변환 수신기는 발진기를 하나로 축소화하여 무선주파수대역(RF Band)의 RF신호로부터 중간주파수대역(IF Band)으로 변환하는 과정 없이 바로 기저대역(Baseband)의 신호로 복조함으로써, 단일칩으로 집적화가 가능하여 장치의 소형화를 꾀하고, 제작과정이 간단하다.The direct conversion receiver can be integrated into a single chip by demodulating the oscillator into a baseband signal without converting the RF signal of the RF band into an IF band. Therefore, the device can be miniaturized and the manufacturing process is simple.
그러나, 직접변환(Zero-IF) 수신기에서 출력되는 신호는 복조기(Demodulator)에서 입력으로 받는 대역과 일치해야만 하는 단점이 있어서, 멀티 모드(Muliti Mode)/멀티 밴드(Muliti Band)용으로 사용할 경우 각 복조기(Demodulator)별 입력 주파수 대역에 따라 직접변환(Zero-IF) 수신기에서 출력되는 저역 통과 필터(LPF)의 주파수 대역을 복조기(Demodulator)에 맞게 다시 설계해야 하는 단점이 있다.However, the signal output from the Zero-IF receiver must match the band received as the input from the demodulator. Therefore, when the signal is used for a multi mode / multi band, According to an input frequency band of each demodulator, a frequency band of a low pass filter (LPF) output from a zero-IF receiver is required to be redesigned for a demodulator.
여기서, 앞서 상술한 수신기가 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 및 DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)를 수신하는 수신기의 안테나에서 수신된 신호는 잡음 신호가 혼합된 신호이고, 신호가 채널을 통하여 전달되는 경로에 따라 신호의 감쇠 정도가 상이하다.Here, the signal received from the antenna of the receiver in which the above-described receiver receives Digital Multimedia Broadcasting (DMB) and Digital Video Broadcasting-Handheld (DVB-H) is a signal in which a noise signal is mixed, and the signal is transmitted through a channel. The degree of attenuation of the signal varies depending on the path.
따라서, 수신된 신호가 일정한 신호크기를 유지할 수 있도록 자동이득제어기(Automatic gain controller; AGC)를 통해 이득을 제어해야 한다. Therefore, the gain must be controlled through an automatic gain controller (AGC) so that the received signal can maintain a constant signal size.
도 7은 종래의 일반적인 자동 이득 제어기를 갖는 무선 수신기를 나타낸 블록도로, 저잡음 증폭기(Low-Noise Amplifier; LNA, 11), 무선 신호 가변 이득 증폭기(Radio Frequency-Variable Gain Controller; RF-VGA, 12), 혼합기(Mixer, 12), 및 발진부(Voltage Control Oscillator; VCO, 14)를 포함하여 구성되는 수신부(1)와, 수신부(1)를 거치면서 기저 대역으로 변환된 신호의 주파수 및 이득을 튜닝하도록 제 1 저역 통과 필터(LPF, 21), 가변 이득 증폭기(22, VGA), 버퍼(23), 수신 신호 강도 검출기(Received Signal Strength Indication; RSSI, 25), 비교기(26), 및 이득 컨트롤러(27)와, ADC(23)와 MCU(28)를 포함하는 자동 이득 제어 루프(2)로 구성된다. 7 is a block diagram showing a wireless receiver having a conventional general automatic gain controller, a low-noise amplifier (LNA) 11, a radio frequency-variable gain controller (RF-VGA) 12. And a receiver (1) comprising a mixer (Mixer, 12) and an oscillator (Voltage Control Oscillator; VCO, 14), and to tune the frequency and gain of the baseband converted signal through the receiver (1). First Low Pass Filter (LPF) 21,
이러한 구성에 따르면, LNA(11)를 통해 잡음이 억제되면서 증폭된 신호로부터 RSSI(260)를 이용하여 전압 레벨을 검출하고, 그 결과를 비교기(26)에서 기준값과 비교한 후 가변 이득 증폭기(27)를 이용하여 가변 이득 증폭기(27)에 이득 제어 신호를 출력하게 된다. According to this configuration, the voltage level is detected using the RSSI 260 from the signal amplified while the noise is suppressed through the
그런데, 이러한 종래 기술에 따르면 LNA의 출력 신호로부터 수신 감도를 검출하는 경우 수백 MHz~ 수 GHz 의 높은 주파수를 가지며, -100dBm~-40dBm 정도의 아주 작은 신호를 받기 때문에 회로 설계가 어려운 단점이 있었다. However, according to the prior art, when the reception sensitivity is detected from the output signal of the LNA, the circuit design is difficult because it has a high frequency of several hundred MHz to several GHz and receives a very small signal of about -100 dBm to -40 dBm.
또한, 이득 튜닝을 가변 이득 증폭기의 전압 제어를 통해 이루어지는바, 자 동 이득 제어기가 저역 통과 필터 및 가변 이득 증폭기를 필수로 구성해야 하므로, 많은 전력 소모와 부가적인 회로 구성으로 인해 비효율적인 단점이 있었다. In addition, gain tuning is performed through the voltage control of the variable gain amplifier. Since the automatic gain controller must configure the low pass filter and the variable gain amplifier as necessary, there is an inefficient disadvantage due to a large power consumption and additional circuit configuration. .
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 저역 통과 필터를 OTA를 이용한 gm-C로 구성하고, 저역 통과 필터에 인가되는 제 1 바이어스 전압 조절을 통해 이득 튜닝을 하고, 제 2 바이어스 전압 조절을 통해 주파수 튜닝을 함으로써 별도의 가변 이득 증폭기를 구성하지 않으므로 구성을 간략하게 할 수 있는 저역 통과 필터에 의해 이득 제어가 이루어지는 무선 수신기를 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems according to the prior art, the low pass filter is configured by gm-C using OTA, and the gain tuning through the first bias voltage adjustment applied to the low pass filter, the second The present invention provides a wireless receiver in which gain control is performed by a low pass filter that can simplify the configuration because frequency tuning is performed through bias voltage adjustment so that a separate variable gain amplifier is not configured.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 저역 통과 필터에 의해 이득 제어가 이루어지는 무선 수신기는, RF 신호를 수신하여 증폭한 후 증폭된 RF 신호를 기저대역으로 변환하는 수신부와 수신부를 통해 변환된 기저대역 신호의 이득을 제어하는 자동 이득 제어 루프를 포함하는 무선 수신기에 관한 것으로, 상기 자동 이득 제어 루프는 제 1 바이어스 전압 단자 및 제 2 바이어스 전압 단자를 가지며 제 2 바이어스 전압 단자로 입력되는 바이어스 전압 제어에 의해 상기 수신부를 통해 출력되는 신호의 주파수 튜닝이 이루어지도록 하는 제 1 저역 통과 필터와, 상기 제 1 저역 통과 필터에서 출력단에 연결되고 제 1 바이어스 전압 단자 및 제 2 바이어스 전압 단자를 가지며 제 1 바이어스 전압 단자 및 제 2 바이어스 전압 단자를 통해 입력되는 바이어스 전압 제어에 의해 주파수 튜닝 및 이득 튜닝이 이루어지도록 하는 제 2 저역 통과 필터와, 상기 제 1 저역 통과 필터에서 출력된 신호의 전압 레벨을 검출하고 입력 전압[dBm]에 따라 선형적으로 가변되는 전압[V]을 출력하는 수신 신호 강도 검출기와, 상기 수신 신호 강도 검출기의 출력 신호를 입력 받으며 기준 전압 및 제 2 바이어스 전압을 출력하는 MCU와, 상기 수신 신호 강도 검출기의 출력단과 상기 MCU의 출력단에 각각 연결되어 출력 전압을 각각 전류로 변환하여 출력하는 제 1 및 제 2 전압-전류 변환기와, 상기 제 1 및 제 2 전압-전류 변환기로부터 출력되는 전류의 합을 전압으로 변환시켜 상기 제 2 저역 통과 필터의 제 1 바이어스 전압 단자로 바이어스 전압을 인가하는 전류-전압 변환기를 포함하여 구성된다. A wireless receiver having gain control by the low pass filter of the present invention for solving the above technical problem is a baseband converted through a receiver and a receiver for receiving and amplifying an RF signal and converting the amplified RF signal to a baseband. A wireless receiver comprising an automatic gain control loop for controlling a gain of a signal, the automatic gain control loop having a first bias voltage terminal and a second bias voltage terminal and configured to control bias voltage input to the second bias voltage terminal. A first low pass filter for frequency tuning of the signal output through the receiver by means of the first low pass filter, and a first bias voltage terminal and a second bias voltage terminal connected to an output terminal of the first low pass filter. Bias Input Through Terminal and Second Bias Voltage Terminal A second low pass filter for performing frequency tuning and gain tuning by voltage control, and a voltage level that is linearly variable according to an input voltage [dBm] by detecting a voltage level of a signal output from the first low pass filter. A received signal strength detector for outputting V], an MCU receiving the output signal of the received signal strength detector and outputting a reference voltage and a second bias voltage, and an output terminal of the received signal strength detector and an output terminal of the MCU, respectively First and second voltage-current converters for converting output voltages into currents and outputting currents, and converting a sum of currents output from the first and second voltage-current converters into voltages to convert the output voltages into voltages. And a current-voltage converter applying a bias voltage to the first bias voltage terminal.
여기서, 상기 제 1 저역 통과 필터 및 상기 제 2 저역 통과 필터는 제 3 전압-전류 변환기와 제 3 전압-전류 변환기의 후단에 연결되는 RLC 래더(ladder) 타입의 수동 필터로 구성되되, 상기 제 3 전압-전류 변환기는 상기 제 1 바이어스 전압 단자를 통해 gm 값이 조절되는 OTA로 구성되고, 상기 수동 필터의 저항(R)은 상기 제 2 바이어스 전압 단자를 통해 gm 값이 조절되는 OTA로 구성되고 상기 인덕터(L)는 상기 제 2 바이어스 전압 단자를 통해 gm 값이 조절되는 다수의 OTA와 캐패시터로 구성되며, 상기 제 1 저역 통과 필터 및 상기 제 2 저역 통과 필터는 제 2 바이어스 전압 단자를 통해 인가되는 제 2 바이어스 전압에 의해 주파수 제어가 이루어지며, 상기 제 2 저역 통과 필터는 제 1 바이어스 전압 단자를 통해 인가되는 제 1 바이어스 전압에 의해 이득 제어가 이루어진다.Here, the first low pass filter and the second low pass filter are composed of an RLC ladder type passive filter connected to a rear end of a third voltage-current converter and a third voltage-current converter, wherein the third The voltage-to-current converter is composed of an OTA whose gm value is adjusted through the first bias voltage terminal, and the resistor R of the passive filter is composed of an OTA whose gm value is adjusted through the second bias voltage terminal. The inductor L is composed of a plurality of OTAs and capacitors whose gm values are adjusted through the second bias voltage terminal, and the first low pass filter and the second low pass filter are applied through a second bias voltage terminal. Frequency control is achieved by a second bias voltage, and the second low pass filter is gain controlled by a first bias voltage applied through a first bias voltage terminal. It is.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다. The invention will become more apparent through the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 저역 통과 필터에 의해 이득 제어가 이루어지는 무선 수신기의 구성을 나타낸 블록도로, 수신부(100)와 자동 이득 조절 루프(200)를 포함하여 이루어진다. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless receiver in which gain control is performed by a low pass filter of the present invention, and includes a
수신부(100)는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amplifier; LNA, 110), 무선 신호 가변 이득 증폭기(Radio Frequency-Variable Gain Controller; RF-VGA, 120), 혼합기(Mixer, 130), 및 발진부(Voltage Control Oscillator; VCO, 140)를 포함하여 구성된다. The
여기서, LNA(110)는 안테나를 통해 수신되는 RF 신호의 잡음 증폭을 억제하면서 증폭하는 것이고, RF-VGA(120)는 LNA(110)에서 증폭된 신호의 이득을 조절하여 다시 한번 일정한 범위 내의 신호로 선형성을 향상시켜 증폭한다. Here, the
또한, 혼합부(130)는 발진부에서 발생하여 공급하는 주파수와 RF-VGA(120)에서 출력되는 신호를 혼합하여 기저대역 신호로 변환하는 것이다. In addition, the
한편, 자동 이득 제어 루프(Automation Gain Control Loop, 200)는 수신부(100)로부터 기저대역으로 변환되어 출력되는 신호의 주파수 및 이득 조절을 통해 증폭한 후 버퍼(230)를 거쳐 ADC(240)로 출력하는 것으로, 제 1 저역 통과 필터(Low-Pass Filter, 210 이하 '제 1 LPF'라 함)와, 제 2 저역 통과 필터(220, 이하 '제 2 LPF'라 함)와, 수신 신호 강도 검출기(260)와 MCU(250)와, 제 1 전압-전류 변환기(270) 제 2 전압-전류 변환기(280)와, 전류-전압 변환기(290)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the automatic gain control loop (Automation Gain Control Loop, 200) is amplified by adjusting the frequency and gain of the signal is converted to the baseband from the
여기서, 제 1 저역 통과 필터(210)는 수신부(100)를 통해 출력되는 신호로부터 특정 주파수 대역의 채널만 선택하여 필터링하고, 제 2 저역 통과 필터(220)는 제 1 저역 통과 필터(210)를 통해 출력되는 신호로부터 특정 주파수 대역이 채널만 선택하여 필터링 한다. Here, the first
이때, 본 발명의 특징적인 양상에 따라 제 1 저역 통과 필터(210) 및 제 2 저역 통과 필터(220)는 각각 제 1 바이어스 전압 단자와 제 2 바이어스 전압 단자를 갖는다.At this time, the first
그리고, 제 1 저역 통과 필터 및 제 2 저역 통과 필터(220)는 제 2 바이어스 전압 단자에 동시에 같은 크기로 인가되는 제 2 바이어스 전압 제어를 통해 주파수 튜닝이 이루어지며, 제 2 저역 통과 필터(220)는 제 1 바이어스 전압 단자를 통해 인가되는 제 1 바이어스 전압에 의해 이득 튜닝이 이루어진다. 이때, 제 1 저역 통과 필터(210)의 이득은 고정된다. In addition, the first low pass filter and the second
여기서, 제 1 바이어스 전압은 RSSI의 입력신호에 따라 출력되는 선형적인 전압과 MCU에서 출력되는 기준 전압의 합에 의해 제어되며, 제 2 바이어스 전압은 MCU에서 출력되는 신호가 된다. Here, the first bias voltage is controlled by the sum of the linear voltage output according to the RSSI input signal and the reference voltage output from the MCU, and the second bias voltage is a signal output from the MCU.
더욱 상세하게는, 제 1 저역 통과 필터(210) 및 제 2 저역 통과 필터(220)는 도 2에 도시된 바와 같이 OTA를 이용한 gm-C 필터로 구성되는 제 3 전압-전류 변환기(V-I Converter)와, 제 3 전압-전류 변환기(V-I Converter)의 후단에 연결되는 RLC 래더(Ladder) 타입의 수동 필터로 구성된다.More specifically, the first
여기서, RLC 래더 타입의 수동 필터의 저항 R은 OTA를 이용해 구성하고, 인덕터 L은 다수의 OTA와 캐패시터로 구성한다. 이때, 제 3 전압-전류 변환기(V-I Converter, 221)를 구성하는 OTA의 gm(trans-conductance) 값을 조절하는 제 1 바이어스 단자와, 제 3 전압-전류 변환기(V-I Converter) 후단의 gm(trans-conductance) 값을 조절하는 제 2 바이어스 전압 단자를 갖는다. Here, the resistance R of the passive filter of the RLC ladder type is configured using an OTA, and the inductor L is composed of a plurality of OTAs and capacitors. At this time, the first bias terminal for adjusting the gm (trans-conductance) value of the OTA constituting the third voltage-to-current converter (VI Converter) 221, and the gm (trans) of the rear end of the third voltage-to-current converter (VI Converter) has a second bias voltage terminal to adjust the value.
이러한 구성에 의한, 각 저역 통과 필터에 제 3 전압-전류 변환기(V-I Converter)를 구성하는 OTA 부분에 인가되는 제 1 바이어스 전압을 제어하면 이득 튜닝이 이루어진다.With this configuration, gain tuning is achieved by controlling the first bias voltage applied to the OTA portion constituting the third V-I converter in each low pass filter.
또한, 제 2 바이어스 전압을 동시에 같은 크기로 제어하면 OTA의 gm 값이 조절되어 주파수 튜닝이 이루어진다.In addition, when the second bias voltage is simultaneously controlled to the same magnitude, the gm value of the OTA is adjusted to perform frequency tuning.
그리고, RSSI(260)는 제 1 저역 통과 필터(210)에서 출력된 신호의 전압 레벨을 검출하고 입력 전압[dBm]에 따라 선형적으로 가변되는 전압[V]을 출력하도록 구성된다.The
이때, RSSI(260)는 수신 신호의 감도 지표로 사용되는 것으로서, 수신 신호 감도란 전력[dBm]을 나타내며, 검출된 전력을 DC 전압 레벨로 변환하는 것으로서, 전압[V]과 [dBm]의 관계로 표현되므로 로그(log) 증폭기의 원리에 의해 구현된다. At this time, the
즉, 다양한 크기의 신호가 입력으로 들어오면 이를 일정한 크기의 신호로 출력하기 위하여 dBm 크기 단위의 신호에 따라 선형적인 DC 전압 출력을 나타내어 각 저역 통과 필터의 제 3 전류-전압 변환기(221)로 입력되는 제 1 바이어스 전압에 영향을 주어 제 2 저역 통과 필터(220)의 전압 이득을 조절하게 된다. That is, when a signal of various sizes is input, the linear DC voltage output is output according to the signal of the dBm size unit in order to output it as a signal of a constant size and input to the third current-
더욱 상세하게, RSSI는 도 3에 도시된 바와 같이 입력 신호를 증폭시켜 일정 레벨에서 클리핑하는 다수의 리미팅 증폭기(Limiting Amplifier; LA, 261)와, 각 LA(261)의 출력단에 연결되어 출력 신호를 정류시켜 AC 전류를 생성하는 전파 정류기(Full Wave Rectifier; FWR, 262 ) 및 FWR(262)에서 출력된 AC 전류들의 합에 대하여 리플을 제거하여 선형적인 DC 전압을 출력하는 LPF(263)를 포함하여 구성되고, LA(261)와 FWR(262)는 캐스캐이드 연결을 통한 로그 증폭기 형태로 구성된다.More specifically, the RSSI is connected to a plurality of limiting
여기서, 본 발명의 실시예에서는 전파 정류기를 이용하였으나 반파 정류기를 이용할 수도 있으며, LPF(263)는 도 4에 도시된 바와 같이 RSSI의 출력 전압의 크기를 결정하도록 가변되는 제 1 저항(R1)과 상기 제 1 저항(R1)과 함께 FWR(242)에서 출력되는 신호의 리플 전류를 제거하는 제 1 캐패시터(C1)로 구성되는 제 1 저역 통과 필터부(263a)와, FWR(262)에서 출력되는 신호의 리플 전류에 대한 저항 역할을 하는 제 2 저항(R2)과 제 2 저항(R2)에 의해 리플이 제거된 신호의 출력단에 연결되는 제 2 캐패시터(C1)로 구성되는 제 2 저역 통과 필터부(263b)로 구성된다. Here, in the embodiment of the present invention, a full wave rectifier is used, but a half wave rectifier may be used, and the
상세하게는, R1 값에 의해 최저 기준 전압이 조절되므로 R1이 커지면 출력 전압이 커지게 되고, 응답 시간이 길게 되며 C1이 커지면 FWR(262)의 리플 전류가 감소하고 응답 시간이 길어진다. R2는 MCU()로 입력되는 신호의 노이즈를 제거하는 기능을 하고, R2, C2의 크기가 커지면 노이즈 및 리플 제거는 많이 되지만 시정수가 길어져 응답 시간이 길어지므로 적절하게 조절해야 한다. In detail, since the lowest reference voltage is controlled by the value of R1, an output voltage increases as R1 increases, and a response time increases, and when C1 increases, a ripple current of the
다수의 LA(261)와 FWR(262)은 직렬 연결되므로, LA의 개수는 전체 전압이득, 대역폭, 전력소모 등을 고려하여 결정된다. 이에, LA의 개수를 N, 필요한 전체 전압이득을 , 대역폭을 라 하면, 단위 리미팅 증폭기의 이득과 대역폭은 아래의 수학식에 의해 결정된다.Since the plurality of
[수학식 1][Equation 1]
여기서, 최초 입력된 신호는 전압이득이 일정한 LA(241)에 의해 점점 증폭되고 어느 정도 이상 커진 신호는 일정한 레벨에서 클리핑(clipping) 된다.Here, the first input signal is gradually amplified by the LA 241 with a constant voltage gain, and the signal, which is somewhat larger, is clipped at a constant level.
그리고, LA()에서 증폭된 신호는 각 FWR(262)의 입력신호가 되어 전파 정류된 AC 전류를 생성하게 되고, 각 FWR()의 출력 전류들의 합은 R, C로 구성된 LPF(263)에 의해 리플이 제거되어 DC에 가까운 전압을 출력하게 된다.The signal amplified by LA () becomes an input signal of each
이에 부가적으로, 본 발명은 RSSI(260)가 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 저항(R1)의 입력단에 연결된 전류 공급 수단(264)을 더 구비하고, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 저항(R1)의 입력단에 연결된 전류 공급 수단(264) 및 제 1 저항(R1)의 양단에 소스 및 드레인이 연결되는 NMOS FET(265)를 더 구비할 수 있다.In addition, the present invention further includes a current supply means 264 in which the
이러한 구성에 따르면, 전류 공급 수단(264)을 통해 인가되는 전류 제어 또는 NMOS FET(265)을 통해 입력되는 전압 제어를 통해 제 1 저항(R1)에 의해 출력되는 전압 크기를 가변시킴으로써, RSSI의 출력 특성의 기울기 기준값을 변화시킬 수 있다. According to this configuration, the output of the RSSI by varying the magnitude of the voltage output by the first resistor R1 through the current control applied through the current supply means 264 or the voltage control input through the
여기서, 전류 공급 수단(264)은 스위칭 수단을 구비하여 디지털 방식으로 온 오프 제어를 통해 전류 공급을 제어하는 것으로 도시하였으나, 다른 실시예를 통해 sweep 조절에 의한 전류 공급을 제어 방식을 이용할 수 있다. Here, the current supply means 264 is provided with a switching means to control the current supply through the digital on-off control, it can be used to control the current supply by the sweep control in another embodiment.
이에, 본 발명은 사용하고자 하는 통신 방식에 따라 RSSI(260)의 LPF(263)을 구성하는 R1 및 전류 공급 수단을 통한 전류 제어 모드를 세팅함으로써, 원하는 통신 방식에 다양하게 적용하여 이용할 수 있는 것이다. Accordingly, the present invention can be used by variously applying to the desired communication method by setting the current control mode through the R1 and the current supply means constituting the
이러한 구성에 따르면, RSSI(260)가 수신부 후단의 제 1 저역 통과 필터(210)의 출력을 입력 신호로 받으므로, 기존의 혼합기 전단의 LNA의 출력을 입력 신호로 받는 것에 비하여 최소 수십 dB 이상 설계를 용이하게 할 수 있다. According to this configuration, since the
즉, 기존 방식에 따라 LNA 전단에서 신호를 가져오는 경우 수백 MHz~ 수 GHz 의 높은 주파수를 가지며, -100dBm~-40dBm 정도의 아주 작은 신호를 받아야하지만, 본 발명에 따라 혼합기 후단의 LPF에서 신호를 가져오는 경우 수KHz~ 수십MHz 로 낮은 주파수 영역을 가지며, -70dBm~-10dBm 정도의 큰 신호를 가져 오게 되므로 회로 설계가 용이해지는 것이다. In other words, when the signal is taken from the front end of the LNA according to the conventional method, it has a high frequency of several hundred MHz to several GHz and receives a very small signal of -100 dBm to -40 dBm. When imported, it has a low frequency range of several KHz ~ several tens of MHz, and it imports a large signal of about -70dBm ~ -10dBm, which facilitates the circuit design.
한편, MCU250)는 RSSI(260)의 출력 신호를 입력 받아 수신되는 신호의 강도를 인지하며, 제 1 저역 통과 필터 및 제 2 저역 통과 필터에 인가되는 제 2 바이어스 전압을 출력하여 특정 주파수 채널을 선택하도록 할 뿐만 아니라, 제 1 바이어스 전압 인가를 위한 기준 전압을 출력한다. Meanwhile, the MCU250 recognizes the strength of the received signal by receiving the output signal of the
또한, 제 1 전압-전류 변환기(270)는 RSSI(260)의 출력단, 제 2 전압-전류 변환기(280)는 MCU(250)의 출력단에 각각 연결되어 RSSI(260)와 MCU(250)에서 출력되는 기준 전압을 전류로 변환시킨다.In addition, the first voltage-to-
그리고, 전류-전압 변환기(290)는 제 1 및 제 2 전압-전류 변환기(270, 280)에서 출력되는 전류의 합을 전압으로 변환하여 제 1 저역 통과 필터(210)와 제 2 저역 통과 필터(220)에 제 1 바이어스 전압으로 인가한다. In addition, the current-
이러한 구성에 따른 본 발명의 저역 통과 필터에 의해 이득 제어가 이루어지는 무선 수신기의 작용을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the radio receiver to gain control by the low pass filter of the present invention according to this configuration as follows.
우선, 안테나를 통해 입력된 RF 신호는 LNA(110)를 통해 잡음이 억제되면서 증폭되고, 이렇게 증폭된 신호는 RF-VGA(120)를 통해 이득을 조절되면서 다시 한번 일정한 범위 내의 신호로 선형성이 향상되도록 증폭된다. First, the RF signal input through the antenna is amplified while the noise is suppressed through the LNA (110), and the amplified signal is adjusted once again through the RF-VGA (120) to improve linearity to a signal within a certain range. Amplified as much as possible.
이어, RF-VGA(120)에서 출력된 신호는 발진부(140)의 발진 제어 신호에 따라 혼합부(130)를 통해 기저대역 신호로 변환된다. Subsequently, the signal output from the RF-
그리고, 제 1 저역 통과 필터(210)는 MCU()의 제어 신호에 의해 조절되는 제 2 바이어스 전압에 따라 혼합부(130)를 통해 출력된 신호로부터 특정 주파수 대역의 채널만 선택하여 필터링 한다. In addition, the first
이어서, RSSI(260)는 제 1 저역 통과 필터(210)에서 출력되는 [dBm] 크기 단위의 신호에 대하여 선형적인 DC 전압[V]을 출력하고, MCU(250)는 해당 통신 모드에 따라 설정된 기준 전압을 출력한다.Subsequently, the
이에 따라, RSSI(260) 및 MCU(250)에 의해 출력된 전압은 각각의 출력단에 연결된 제 1 및 제 2 전압-전류 변환기(270, 280)를 통해 전류로 변환되고, 이렇게 변환된 전류의 합이 합해져 전류-전압 변환기(290)를 통해 변환된 후 제 2 저역 통과 필터(220)의 제 1 바이어스 전압으로 인가된다. Accordingly, the voltages output by the
여기서, 제 1 바이어스 전압은 제 2 저역 통과 필터(220)를 구성하는 제 3 전압-전류 변환기(221)의 OTA 바이어스 전압으로 작용하여 이득 제어를 하게 된다. Here, the first bias voltage acts as an OTA bias voltage of the third voltage-to-
한편, MCU(250)는 기준 전압 출력과 동시에 제 2 바이어스 전압을 제 2 저역 통과 필터(220)에 인가한다. Meanwhile, the
제 2 바이어스 전압은 제 2 저역 통과 필터(220)의 제 3 전압-전류 변환기와 저항 및 인덕터를 구성하는 각 OTA에 동시에 같은 전압의 크기로 인가되고, 제 2 바이어스 전압에 의해 특정 주파수 대역의 채널만 선택되는 주파수 튜닝이 이루어진다. The second bias voltage is simultaneously applied to the third voltage-to-current converter of the second
이후의 신호 변환 과정은 이미 공지된 기술에 해당하므로 이에 대한 구체적인 작용 설명은 생략하도록 한다.Since the signal conversion process corresponds to a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
이와 같이 본 발명의 저역 통과 필터에 의해 이득 제어가 이루어지는 무선 수신기는 저역 통과 필터의 각 구성 요소들을 OTA를 이용하는 gm-C 필터로 구성하고, RSSI의 출력전압과 MCU의 제어 전압을 바이어스 전압으로 이용하여 저역 통과 필터를 통해, 주파수 튜닝이 이득이 모두 이루어지도록 함으로써, 별도의 가변 이득 증폭기(VGA)를 구성하지 않으므로 구성을 단순화할 수 있다. As described above, the wireless receiver in which gain control is performed by the low pass filter of the present invention configures each component of the low pass filter as a gm-C filter using OTA, and uses the output voltage of the RSSI and the control voltage of the MCU as bias voltages. Therefore, the frequency tuning is performed through the low pass filter so that all gains are achieved, thereby simplifying the configuration because a separate variable gain amplifier (VGA) is not configured.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, 저역 통과 필터를 OTA를 이용한 gm-C로 구성하고, 저역 통과 필터에 인가되는 제 1 바이어스 전압 조절을 통해 이득 튜닝을 하고, 제 2 바이어스 전압 조절을 통해 주파수 튜닝을 함으로써 별도의 가변 이득 증폭기를 구성하지 않으므로 구성을 간략하게 할 수 있는바, 설계의 용이성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, the low pass filter is configured as gm-C using OTA, gain tuning is performed through the first bias voltage adjustment applied to the low pass filter, and the second bias voltage adjustment is performed. By tuning the frequency through the separate variable gain amplifier is not configured to simplify the configuration, there is an advantage to improve the ease of design.
또한, 본 발명의 저역 통과 필터를 이득 제어 신호로 이용하는 무선 수신기는 주파수와 이득 특성을 MCU의 출력 전압 조절을 통해 이루어지도록 함으로써 멀티 모드 및 멀티 밴드용으로 이용이 가능해짐에 따라, 멀티 스탠다드(Multi standard)용으로 이용이 가능해지는 이점이 있다. In addition, the wireless receiver using the low pass filter of the present invention as a gain control signal can be used for multi-mode and multi-band by allowing the frequency and gain characteristics to be adjusted by controlling the output voltage of the MCU. There is an advantage that can be used for standard).
또한, 본 발명은 수신 신호 강도 검출기의 저역 통과 필터를 구성하는 저항에 걸리는 전류를 가변시켜 출력 전압이 가변되도록 하는 전류 공급 수단과 NMOS FET을 더 구비하여, 사용하고자하는 통신 방식에 따라 전류 공급 수단 및 NMOS FET을 가변적으로 세팅하여 대역의 주파수 및 이득 특성을 얻을 수 있으므로, 다양한 통신 방식에 적용할 수 있는 이점이 있다. In addition, the present invention further comprises a current supply means for varying the current applied to the resistor constituting the low pass filter of the received signal strength detector so that the output voltage is variable and an NMOS FET, the current supply means according to the communication method to be used And since the frequency and gain characteristics of the band can be obtained by setting the NMOS FET variably, there is an advantage that can be applied to various communication schemes.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many different and obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include many such variations.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070018315A KR100853526B1 (en) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Radio receiver becomes accomplished the gain control by the low pass filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070018315A KR100853526B1 (en) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Radio receiver becomes accomplished the gain control by the low pass filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100853526B1 true KR100853526B1 (en) | 2008-08-21 |
Family
ID=39878385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070018315A KR100853526B1 (en) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Radio receiver becomes accomplished the gain control by the low pass filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100853526B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980072890A (en) * | 1997-03-10 | 1998-11-05 | 신건순 | Programmable transconductance-capacitor universal filter |
KR19980083644A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-05 | 윤종용 | Filter Using Dual Input Operational Interconductance Amplifier |
JP2005223439A (en) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Nec Electronics Corp | Frequency setting circuit |
KR20060075125A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-04 | 삼성전자주식회사 | An equalizer using gm-c filter for programmable boosting |
KR20060080848A (en) * | 2005-01-06 | 2006-07-11 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Analog filter circuit and adjustment method thereof |
-
2007
- 2007-02-23 KR KR1020070018315A patent/KR100853526B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980072890A (en) * | 1997-03-10 | 1998-11-05 | 신건순 | Programmable transconductance-capacitor universal filter |
KR19980083644A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-05 | 윤종용 | Filter Using Dual Input Operational Interconductance Amplifier |
JP2005223439A (en) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Nec Electronics Corp | Frequency setting circuit |
KR20060075125A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-04 | 삼성전자주식회사 | An equalizer using gm-c filter for programmable boosting |
KR20060080848A (en) * | 2005-01-06 | 2006-07-11 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Analog filter circuit and adjustment method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10193583B2 (en) | Radio frequency tuner | |
US7127217B2 (en) | On-chip calibration signal generation for tunable filters for RF communications and associated methods | |
US7706766B2 (en) | Method and system for a programmable biasing mechanism for a mobile digital television environment | |
US8159619B2 (en) | Multi-standard integrated television receiver | |
US8463219B2 (en) | Programmable baseband filters supporting auto-calibration for a mobile digital cellular television environment | |
US8284822B2 (en) | Method and system for utilizing direct digital frequency synthesis to process signals in multi-band applications | |
US7477327B2 (en) | Analog/digital-compatible front-end module | |
JP5567404B2 (en) | Receiver and method with analog and digital gain control | |
US8169546B2 (en) | Technique for tuner automatic gain control circuit for mobile television applications | |
WO2006109296A2 (en) | A method for tuning an rf base-band circuit of a receiver | |
US8427586B2 (en) | Tuner comprising an IF filter with a controllable damping stage and receiver comprising a respective tuner | |
KR100853526B1 (en) | Radio receiver becomes accomplished the gain control by the low pass filter | |
US7155186B2 (en) | AM receiver with controllable RF input circuit | |
KR100982553B1 (en) | Tuner circuit for receiving digital broadcasting | |
JP5569165B2 (en) | Wireless receiver | |
KR101133144B1 (en) | Tuner circuit | |
JP2006020238A (en) | Radio receiver unit | |
KR100853532B1 (en) | Radio receiver using gain control signal to output voltage of rssi | |
US9094634B2 (en) | Amplifier for television tuner chip and method therefor | |
KR100991182B1 (en) | Circuit of tuner for receiving digital broadcast | |
CN117639826A (en) | Power detection device and radio frequency front end assembly | |
KR101841025B1 (en) | tuner module | |
JP2010147975A (en) | High-frequency receiver | |
JP2009021656A (en) | Reception circuit, semiconductor device, radio communication device and method of controlling reception circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120807 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130805 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140804 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |