KR20040008819A - Receiver of communication system having offset voltage compensation circuit - Google Patents

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KR20040008819A KR1020020042531A KR20020042531A KR20040008819A KR 20040008819 A KR20040008819 A KR 20040008819A KR 1020020042531 A KR1020020042531 A KR 1020020042531A KR 20020042531 A KR20020042531 A KR 20020042531A KR 20040008819 A KR20040008819 A KR 20040008819A
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Abstract

PURPOSE: A receiver of a communication system including an offset voltage compensating circuit is provided to extract a DC value loaded into an input signal without using a capacitor, and to compare DC values of a differential input signal and a differential output signal, thereby compensating the DC values on a signal path. CONSTITUTION: A common mode bias circuit(12) is connected between an inverting terminal and a non-inverting input terminal, and applies common mode voltages(VCM) to the inverting and the non-inverting input terminals. An offset voltage compensator(13) comprises as follows. CMVE(Common Mode Voltage Extraction) circuits(14,15) extract the common mode voltages(VCM), respectively, from front nodes of the inverting/the non-inverting input terminals. An average circuit(16) averages the common mode voltages(VCM+,VCM-). A voltage-to-current converter(17) converts the averaged common mode voltages into current values, and applies the current values to back nodes of the input terminals.

Description

오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기{Receiver of communication system having offset voltage compensation circuit}Receiver of communication system having offset voltage compensation circuit

본 발명은 통신 시스템에 적용되는 수신기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차동 증폭기의 차동 입력과 차동 출력에서의 DC 오프셋(offset) 전압을 보상하여 정상 차동 증폭을 수행하여 신호의 왜곡을 방지할 수 있는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a receiver applied to a communication system, and more particularly, to compensate for the DC offset voltage at the differential input and the differential output of the differential amplifier to perform normal differential amplification to prevent distortion of the signal. A receiver in a communication system comprising an offset voltage compensation circuit.

도 1은 일반적인 통신 시스템에 적용되는 수신기의 블록도이다.1 is a block diagram of a receiver applied to a general communication system.

수신된 신호를 최소의 노이즈로 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier)(1)와, RF 대역의 주파수를 원하는 주파수로 바꾸는 믹서(Mixer)(2)와, 믹싱 동작에 의해 발생하는 가(spurious)성분들을 제거하는 필터(Filter)(3)와, 출력 신호의 크기를 일정하게 유지하는 VGA(Variable Gain Amplifier)(4)와, 변조된 신호를 복조하여 원래의 신호로 복원하는 복조기(Demodulation)(5)를 포함한다.Low Noise Amplifier (LNA) 1 for amplifying the received signal with minimum noise, Mixer 2 for changing the frequency of the RF band to a desired frequency, and spurious components generated by the mixing operation. Filter (3) for removing them, a variable gain amplifier (VGA) 4 for keeping the output signal constant, and a demodulator (5) for demodulating the modulated signal and restoring it to the original signal (5). ).

여기서, LNA(1)는 입력된 신호에 대해서 부가되는 잡음을 최소화 하면서 신호를 증폭시키는 증폭기이며, 믹서(2)는 입력된 신호의 주파수를 신호 처리를 위해 특정한 주파수로 바꾸는 수단이고, 필터(3)는 원하는 특정 주파수 대역만을 통과시키거나 제거하는 특성을 지닌 수단이다.Here, the LNA 1 is an amplifier that amplifies the signal while minimizing the noise added to the input signal, the mixer 2 is a means for changing the frequency of the input signal to a specific frequency for signal processing, and the filter 3 ) Is a means having the characteristic of passing or removing only a specific frequency band desired.

또한, VGA(4)는 증폭 이득을 가변하여 출력 크기를 일정하게 유지시키는 증폭기인데, VGA(4) 대신에 입력되는 신호의 크기에 관계없이 정해진 출력 크기를 가진 증폭기인 리미터(Limiter)를 사용할 수도 있다.In addition, the VGA 4 is an amplifier that maintains a constant output size by varying amplification gain. Instead of the VGA 4, a limiter, which is an amplifier having a predetermined output size, may be used instead of the VGA 4. have.

이러한 시스템의 경우 여러 단이 서로 종속 접속되어 있기 때문에 앞단에서 발생한 DC 오프셋 전압 값을 제거하지 않으면 그 오프셋 전압이 신호와 함께 증폭되고 신호 처리가 수행된다. 따라서, 신호의 왜곡이 발생하며 차동 증폭의 증폭도가 떨어지게 된다.In such a system, since the stages are cascaded to each other, the offset voltage is amplified with the signal and signal processing is performed unless the DC offset voltage value generated in the previous stage is removed. Therefore, signal distortion occurs and the amplification degree of the differential amplification is lowered.

도 2는 도 1에 도시된 수신기의 VGA의 상세 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the VGA of the receiver shown in FIG. 1.

VGA(4)는 종속 연결된 다수 개의 증폭 회로 블록(6, 7, 8)으로 구성된다. 증폭 회로 블록(6, 7, 8)에서 발생하는 공통 모드 노이즈(Common Mode Noise)를 효과적으로 제어하기 위해, 증폭 회로 블록(6, 7, 8)들이 종속으로 연결되어 차동 입력과 차동 출력 형태를 갖는다.The VGA 4 is composed of a plurality of cascaded amplifying circuit blocks 6, 7, 8. In order to effectively control common mode noise generated in the amplifying circuit blocks 6, 7, 8, the amplifying circuit blocks 6, 7, 8 are cascaded to have a differential input and a differential output form. .

도 3은 도 2에 도시된 각 차동 증폭기(6, 7, 8)의 차동 입력 신호 및 차동 출력 신호를 나타낸 파형도이다. 여기서, 입력 신호 IN+, IN- 및 출력 신호 OUT+, OUT-는 서로 반대의 위상을 가지는 신호를 예를 들어 설명한다.3 is a waveform diagram illustrating a differential input signal and a differential output signal of each of the differential amplifiers 6, 7 and 8 shown in FIG. 2. Here, the input signals IN +, IN- and the output signals OUT +, OUT- will be described by taking an example of signals having phases opposite to each other.

차동 입력 신호 IN+ 및 IN- 는 위상이 서로 180도 차이가 나는 신호이고, 이때 각각의 신호는 공통 모드 전압 VCM이 서로 같으며, AC 신호만 서로 반대의 위상 특성을 가지고, 두 AC 신호의 차이가 증폭된 경우 증폭 회로 블록(6, 7, 8)의 신호 처리 시 증폭 특성을 효과적으로 얻을 수 있게 된다.The differential input signals IN + and IN- are signals that are 180 degrees out of phase with each other, where each signal has the same common mode voltage VCM, and only AC signals have opposite phase characteristics. When amplified, amplification characteristics can be effectively obtained during signal processing of the amplifying circuit blocks 6, 7 and 8.

도 4는 도 2에 도시된 각 차동 증폭기(6, 7, 8)의 오프셋 전압 VOS을 포함하는 차동 입력 신호 및 차동 출력 신호를 나타낸 파형도이다. 여기서, 입력 신호 IN+, IN- 및 출력 신호 OUT+, OUT-는 서로 반대의 위상을 가지는 신호를 예를 들어 설명한다.4 is a waveform diagram illustrating a differential input signal and a differential output signal including the offset voltage VOS of each of the differential amplifiers 6, 7 and 8 shown in FIG. 2. Here, the input signals IN +, IN- and the output signals OUT +, OUT- will be described by taking an example of signals having phases opposite to each other.

차동 입력 신호 IN+, IN-가 공통 모드 전압 VCM이 서로 같지 않은 경우에는, 차동 입력 신호 IN+, IN-의 공통 모드 전압 VCM의 차이도 증폭되어, 차동 증폭기(6, 7, 8)를 통해 출력된 차동 출력 신호 OUT+, OUT-의 공통 모드 전압 VCM 또한 서로 차이가 발생한다.When the differential input signals IN + and IN- do not have the same common mode voltage VCM, the difference between the common mode voltages VCM of the differential input signals IN + and IN- is also amplified and output through the differential amplifiers 6, 7, and 8. The common mode voltages VCM of the differential output signals OUT + and OUT- also differ.

이와 같이, 공통 모드 전압 VCM이 다른 신호를 증폭하는 증폭도는 공통 모드 전압 VCM이 같은 신호를 증폭하는 증폭도보다도 낮아지게 되며, 공통 모드 전압 VCM이 서로 다른 반대 위상의 신호의 차이는 원래의 신호 파형을 왜곡시키게 된다.As such, the amplification degree at which the common mode voltage VCM amplifies other signals is lower than the amplification degree at which the common mode voltage VCM amplifies the same signal. It will be distorted.

따라서, 오프셋 전압 VOS을 포함한 차동 입력 신호 IN+, IN-를 증폭하는 경우 오프셋 전압 VOS을 보상하기 위해 고대역 통과 필터(High Pass Filter; 이하 HPF라 한다)를 사용한다.Therefore, when amplifying the differential input signals IN + and IN- including the offset voltage VOS, a high pass filter (hereinafter referred to as HPF) is used to compensate for the offset voltage VOS.

도 5는 HPF를 사용하여 오프셋 전압 VOS을 보상하는 차동 증폭기를 나타낸 블록도이다. HPF를 차동 증폭기의 앞단 및 뒤단에 각각 연결할 수 있지만, 여기서는 앞단에만 연결한 경우를 예를 들어 설명한다.5 is a block diagram illustrating a differential amplifier that compensates for offset voltage VOS using HPF. The HPF can be connected to the front and rear ends of the differential amplifier respectively, but here is an example of connecting the front end only.

차동 증폭기(6)의 입력단에 HPF(9)를 연결하여 오프셋 전압 VOS을 보상한다.The HPF 9 is connected to the input of the differential amplifier 6 to compensate for the offset voltage VOS.

HPF(9)는 다음 단에 연결되는 차동 출력 신호 중에서 DC 전압은 제거하고, AC 신호만을 전달하도록 하기 위해 주파수가 높은 신호만을 통과시키는 HPF를 사용한다. 여기서, HPF(9)는 주로 캐패시터(capacitor)를 사용하여 DC 성분을 차단하는데, 입력 신호 IN+, IN-의 주파수가 높은 경우에는 비교적 작은 캐피시터를 사용하여 DC 성분을 충분히 차단할 수 있다.The HPF 9 uses the HPF which passes only the high frequency signal to remove only the DC voltage and transmit only the AC signal among the differential output signals connected to the next stage. Here, the HPF 9 mainly blocks a DC component by using a capacitor. When the frequencies of the input signals IN + and IN- are high, a relatively small capacitor can be used to sufficiently block the DC component.

그러나, 주파수를 변환하는 믹서(2) 이후의 블록들은 주로 낮은 주파수 신호를 처리하기 때문에 캐패시터를 사용하는 경우 매우 큰 값의 캐패시터를 사용해야 한다.However, since the blocks after the frequency-converting mixer 2 mainly process low frequency signals, it is necessary to use very large capacitors when using capacitors.

따라서, 레이아웃 면적이 크게 증가하며, 사용되는 HPF(9)의 시간 지연 또한 매우 커지게 되어 전체 경로의 신호 처리 속도가 느려지게 되어 신호의 왜곡 현상이 발생하는 문제점이 있다.Therefore, the layout area is greatly increased, the time delay of the HPF 9 used is also very large, and the signal processing speed of the entire path is slowed, resulting in signal distortion.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 캐패시터를 사용하지 않고 입력 신호에 실린 DC 값을 추출하고, 차동 입력 신호와 차동 출력 신호 각각에 실린 DC 값을 비교하여 그 값을 신호 경로에서 보상하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to extract a DC value carried in an input signal without using a capacitor, and compare the DC value carried in each of the differential input signal and the differential output signal to compensate for the value in the signal path. will be.

도 1은 일반적인 통신 시스템에 적용되는 수신기의 블록도.1 is a block diagram of a receiver applied to a general communication system.

도 2는 도 1에 도시된 수신기의 VGA의 상세 블록도.2 is a detailed block diagram of the VGA of the receiver shown in FIG. 1;

도 3은 도 2에 도시된 각 차동 증폭기의 차동 입력 신호 및 차동 출력 신호를 나타낸 파형도.3 is a waveform diagram showing a differential input signal and a differential output signal of each differential amplifier shown in FIG. 2;

도 4는 도 2에 도시된 각 차동 증폭기의 오프셋 전압 VOS을 포함하는 차동 입력 신호 및 차동 출력 신호를 나타낸 파형도.4 is a waveform diagram illustrating a differential input signal and a differential output signal including the offset voltage VOS of each differential amplifier shown in FIG.

도 5는 HPF를 사용하여 오프셋 전압 VOS을 보상하는 차동 증폭기를 나타낸 블록도.5 is a block diagram illustrating a differential amplifier that compensates for offset voltage VOS using HPF.

도 6은 본 발명에 따른 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기의 주요부분을 나타낸 블록도.Fig. 6 is a block diagram showing the main part of a receiver of a communication system including an offset voltage compensation circuit according to the present invention.

도 7은 도 6에 도시된 오프셋 전압 보상 회로의 상세 회로를 나타낸 상세 회로도.FIG. 7 is a detailed circuit diagram showing a detailed circuit of the offset voltage compensation circuit shown in FIG.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

11 : 차동 증폭기11: differential amplifier

12 : 공통 모드 바이어스 부12: common mode bias section

13 : DC 오프셋 전압 보상 부13: DC offset voltage compensation unit

14, 15 : 공통 모드 전압 추출 부(Common Mode Voltage Extraction)14, 15: Common Mode Voltage Extraction

16 : 평균 부(Average Circuit)16: Average Circuit

17 : 전압-전류 변환 부(Voltage to Current Converter)17: Voltage to Current Converter

18, 19 : 임계 전압 검출 부(Threshold Detector)18, 19: Threshold Voltage Detector

20, 21, 22 : 버퍼20, 21, 22: buffer

R1, R2, R3, R4, R5, R6 : 저항R1, R2, R3, R4, R5, R6: Resistance

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기는,A receiver of a communication system including the offset voltage compensation circuit of the present invention for achieving the above object,

수신된 신호를 최소의 노이즈로 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier)와, RF대역의 주파수를 원하는 주파수로 바꾸는 믹서(Mixer)와, 믹싱 동작에 의해 발생하는 가(spurious)성분들을 제거하는 필터(Filter)와, 출력 신호의 크기를 일정하게 유지하는 VGA(Variable Gain Amplifier)와, 변조된 신호를 복조하여 원래의 신호로 복원하는 복조기(Demodulation)를 포함하는 통신 시스템의 수신기에 있어서,Low Noise Amplifier (LNA), which amplifies the received signal with minimum noise, Mixer that changes the frequency of the RF band to a desired frequency, and Filter that removes spurious components caused by the mixing operation. In the receiver of the communication system including a variable gain amplifier (VGA) for maintaining a constant size of the output signal, and a demodulator (Demodulation) for demodulating the modulated signal to restore the original signal,

상기 VGA는 종속 연결된 복수의 차동 증폭기로 구성되어, 상기 복수개의 차동 증폭기 각각의 앞단에 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는데,The VGA includes a plurality of cascaded differential amplifiers and includes an offset voltage compensation circuit in front of each of the plurality of differential amplifiers.

상기 오프셋 전압 보상 회로는,The offset voltage compensation circuit,

상기 차동 증폭기의 반전 및 비반전 입력단자의 공통 모드 전압을 각각 추출하는 반전 및 비반전 공통 모드 전압 추출 수단;Inverting and non-inverting common mode voltage extracting means for extracting common mode voltages of the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier, respectively;

상기 각 공통 모드 전압 추출 수단에 의해 추출된 반전 및 비반전 공통 모드 전압들의 평균하는 평균 수단; 및An average means for averaging the inverted and non-inverted common mode voltages extracted by each common mode voltage extracting means; And

평균 수단에 의해 출력된 평균 공통 모드 전압을 전류로 변환하여 상기 차동 증폭기의 입력 단자로 각각 인가하는 전압-전류 변환 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.And means for converting the average common mode voltage output by the averaging means into a current and applying the voltage to the current to the input terminal of the differential amplifier, respectively.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기의 주요부분을 나타낸 블록도이다. 여기서는, 차동 증폭기(11)의 앞단에 오프셋 전압 보상 회로가 연결된 경우를 예를 들어 설명한다.FIG. 6 is a block diagram illustrating an essential part of a receiver of a communication system including an offset voltage compensation circuit according to the present invention. Here, the case where the offset voltage compensation circuit is connected to the front end of the differential amplifier 11 is demonstrated as an example.

공통 모드 바이어스 부(12)는 차동 증폭기(11)의 반전 및 비반전 입력단자 사이에 연결되고, 차동 증폭기(11)의 반전 및 비반전 입력 단자에 공통 모드 전압 VCM을 각각 인가한다.The common mode bias unit 12 is connected between the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier 11 and applies the common mode voltage VCM to the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier 11, respectively.

오프셋 전압 보상 부(13)는 공통 모드 바이어스 부(12)의 양단 사이에 연결되어 차동 증폭기(11)의 입력 신호 IN+, IN-의 오프셋 전압 VOS을 보상한다.The offset voltage compensator 13 is connected between both ends of the common mode bias unit 12 to compensate for the offset voltages VOS of the input signals IN + and IN- of the differential amplifier 11.

또한, 오프셋 전압 보상 부(13)는 공통 모드 바이어스 부(12)가 연결된 차동 증폭기(11)의 반전 및 비반전 입력 단자의 앞쪽 노드에서 입력 신호 IN+, IN-의 공통 모드 전압 VCM을 각각 추출하는 반전 및 비반전 공통 모드 전압 추출 부(Common Mode Voltage Extraction; CMVE)(14, 15)와, 각 공통 모드 전압 추출 부(14, 15)에서 추출된 공통 모드 전압 VCM+, VCM-의 평균하는 평균 부(16)와, 평균 부(16)의 평균 공통 모드 전압 VCMA을 전류 값으로 변환하여 공통 모드 바이어스 부(12)가 연결된 차동 증폭기(11)의 반전 및 비반전 입력 단자의 뒤쪽 노드에 인가하는 전압-전류 변환 부(17)를 포함한다.In addition, the offset voltage compensator 13 extracts the common mode voltages VCM of the input signals IN + and IN- from the nodes in front of the inverted and non-inverted input terminals of the differential amplifier 11 to which the common mode bias unit 12 is connected. Average part of the inverted and non-inverted common mode voltage extraction unit (CMVE) 14 and 15 and the common mode voltages VCM + and VCM- extracted by the common mode voltage extraction units 14 and 15 respectively. (16) and a voltage applied to the rear node of the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier 11 to which the common mode bias unit 12 is connected by converting the average common mode voltage VCMA of the average unit 16 into a current value. And a current converting section 17.

여기서, 공통 모드 전압 추출 부(14, 15)는 필요에 따라 임계전압 검출기(Threshold Detector), 저대역 여파기(Low Pass Filter; LPF), 피크치 검출기(Peak Valley Detector), 정류 회로(Smoothing Circuit) 또는 ROM(Read Only Memory)에 저장된 룩업 테이블(Look Up Table) 등이 사용될 수 있다.Here, the common mode voltage extractor 14 and 15 may include a threshold detector, a low pass filter (LPF), a peak valley detector, a rectifying circuit, or the like as needed. A look up table stored in a read only memory (ROM) may be used.

도 7은 도 6에 도시된 오프셋 전압 보상 회로의 상세 회로를 나타낸 상세 회로도이다. 여기서, 공통 모드 전압 추출 부(14, 15)는 임계전압 검출기(18, 19)를사용한 경우를 예를 들어 설명한다.FIG. 7 is a detailed circuit diagram illustrating a detailed circuit of the offset voltage compensation circuit illustrated in FIG. 6. Here, the common mode voltage extraction units 14 and 15 will be described taking the case of using the threshold voltage detectors 18 and 19 as an example.

먼저, 공통 모드 바이어스 부(12)는 차동 증폭기(11)의 반전 및 비반전 입력단자 사이에 직렬 연결된 두 개의 저항 R1, R2로 구성되고, 두 개의 저항 R1, R2의 공통 노드에 공통 모드 전압 VCM이 인가되도록 구성된다.First, the common mode bias unit 12 is composed of two resistors R1 and R2 connected in series between the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier 11, and the common mode voltage VCM at the common node of the two resistors R1 and R2. It is configured to be applied.

오프셋 전압 보상 부(13)는 반전 및 비반전 임계전압 검출 부(18, 19), 평균 부(16) 및 전압-전류 변환 부(17)를 포함한다.The offset voltage compensator 13 includes inverted and non-inverted threshold voltage detectors 18 and 19, an average unit 16, and a voltage-current converter 17.

반전 및 비반전 임계전압 검출 부(18, 19)는 공통 모드 바이어스 부(12)가 연결된 차동 증폭기(11)의 반전 및 비반전 입력 단자의 앞쪽 노드에서 입력 신호 IN+, IN-의 공통 모드 전압 VCM을 각각 검출한다.The inverted and non-inverted threshold voltage detectors 18 and 19 are the common mode voltages VCM of the input signals IN + and IN- at the node in front of the inverted and non-inverted input terminals of the differential amplifier 11 to which the common mode bias unit 12 is connected. Respectively.

평균 부(16)는 반전 및 비반전 임계전압 검출 부(18, 19)에서 검출된 공통 모드 전압 VCM+, VCM-을 각각 버퍼링 하는 버퍼들(20, 21)과, 각 버퍼들(20, 21)의 출력단자에 연결된 저항들(R3, R4)과, 저항들(R3, R4)의 공통 노드의 전압을 버퍼링 하는 버퍼(22)를 포함하여 구성된다.The average unit 16 includes buffers 20 and 21 for buffering the common mode voltages VCM + and VCM- respectively detected by the inverted and non-inverted threshold voltage detectors 18 and 19, and the respective buffers 20 and 21. Resistors R3 and R4 connected to an output terminal of the capacitor, and a buffer 22 buffering a voltage of a common node of the resistors R3 and R4.

전압-전류 변환 부(17)는 평균 부(16)의 출력 단자와 차동 증폭기(11)의 입력단자 사이에 각각 연결된 저항들(R5, R6)을 포함하여 구성된다.The voltage-current converter 17 includes resistors R5 and R6 respectively connected between the output terminal of the average unit 16 and the input terminal of the differential amplifier 11.

임계전압 검출 부(18, 19)는 입력 신호 IN+, IN- 각각에 대해 그 공통 모드 전압 VCM+, VCM-을 검출한다.The threshold voltage detectors 18 and 19 detect the common mode voltages VCM + and VCM- for the input signals IN + and IN-, respectively.

평균 부(16)는 임계전압 검출 부(18, 19)에서 검출된 공통 모드 전압 VCM+, VCM-의 DC 전압은 평균된다.The average unit 16 averages the DC voltages of the common mode voltages VCM + and VCM- detected by the threshold voltage detectors 18 and 19.

즉, 검출된 공통 모드 전압 VCM+, VCM-은 두 개의 버퍼(20, 21)에 의해 각각버퍼링 되고 다시 하나의 버퍼(22)에 의해 버퍼링 되면서 두 개의 공통 모드 전압 VCM+, VCM-의 평균 공통 모드 전압 VCMA으로 출력된다. 평균 공통 모드 전압 VCMA은 DC 오프셋 전압의 중심 값에 해당한다.That is, the detected common mode voltages VCM + and VCM- are respectively buffered by two buffers 20 and 21 and again buffered by one buffer 22 while the average common mode voltages of the two common mode voltages VCM + and VCM- are. Output to VCMA. The average common mode voltage VCMA corresponds to the center value of the DC offset voltage.

평균 공통 모드 전압 VCMA은 전압-전류 변환 부(17)에 의해 전류로 변환되어 차동 증폭기(11)의 입력 단자로 입력된다. 즉, 평균 공통 모드 전압 VCMA은 두 개의 저항들 R5, R6에 의해 전류로 변환된다.The average common mode voltage VCMA is converted into current by the voltage-current converter 17 and input to the input terminal of the differential amplifier 11. That is, the average common mode voltage VCMA is converted to current by two resistors R5 and R6.

따라서, 실제 회로의 공통 모드 전압 VCM이 인가되는 공통 모드 바이어스 부(12)에서 두 차동 입력 IN+, IN- 각각의 DC 오프셋 전압 VOS+, VOS-에 대해 DC 오프셋 보상 부(13)에서 두 차동 입력 IN+, IN-의 공통 모드 전압 VCM+, VCM-의 중심 값 VCMA과 실제 차동 입력의 공통 모드 전압 VCM에 대한 차이를 전류 변화로 바꾸어서 차동 입력에 넣어주게 된다.Therefore, in the common mode bias section 12 to which the common mode voltage VCM of the actual circuit is applied, the two differential inputs IN + in the DC offset compensation section 13 for the DC offset voltages VOS + and VOS- respectively. In other words, the difference between the center value VCMA of the common mode voltages VCM + and VCM- of the IN- and the common mode voltage VCM of the actual differential input is converted into a current change and put into the differential input.

만약, 두 차동 입력 IN+, IN-의 공통 모드 전압 VCM+, VCM-이 같다면, 평균 부(13)의 출력 DC 전압 VCMA은 공통 모드 전압 VCM과 동일하다. 따라서, 공통 모드 바이어스 부(12)의 저항들 R1, R2 및 전압-전류 변환부(17)의 저항들 R5, R6를 통해서는 전류가 흐르지 않는다.If the common mode voltages VCM + and VCM- of the two differential inputs IN + and IN- are the same, the output DC voltage VCMA of the average unit 13 is equal to the common mode voltage VCM. Accordingly, no current flows through the resistors R1 and R2 of the common mode bias unit 12 and the resistors R5 and R6 of the voltage-current converter 17.

그러나, 차동 입력 IN+, IN-의 공통 모드 전압 VCM+, VCM-이 서로 다르다면, 평균 부(13)의 출력 DC 전압 VCMA은 공통 모드 전압 VCM과 다르게 되고, 그 차이를 보정하는 양만큼 저항 R1 및 저항 R5, 저항 R2 및 저항 R6를 통해서 전류가 흐르게 되어 결과적으로 차동 입력 IN+, IN-의 공통 모드 전압 VCM+, VCM-은 같아지게 된다.However, if the common mode voltages VCM + and VCM- of the differential inputs IN + and IN- are different from each other, the output DC voltage VCMA of the average unit 13 becomes different from the common mode voltage VCM, and the resistors R1 and R by an amount correcting the difference. Current flows through resistor R5, resistor R2 and resistor R6, resulting in equalization of common mode voltages VCM + and VCM- of differential inputs IN + and IN-.

본 발명에 따른 오프셋 전압 보상 부(13)를 구성하는 공통 모드 전압 추출 부(14, 15), 평균 부(16) 및 전압-전류 변환 부(17)는 저 주파수에서 동작하기 때문에 작은 면적을 차지한다.The common mode voltage extracting units 14 and 15, the average unit 16 and the voltage-current converting unit 17 constituting the offset voltage compensating unit 13 according to the present invention occupy a small area because they operate at a low frequency. do.

여기서는, DC 오프셋 전압 보상 부(13)를 차동 증폭기(11)의 입력단에만 연결하였지만 출력 단에도 연결하여 다시 한번 오프셋 전압을 보상할 수도 있다.Here, the DC offset voltage compensator 13 is connected only to the input terminal of the differential amplifier 11, but may also be connected to the output terminal to compensate the offset voltage once again.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 시스템의 수신기에 사용되는 차동 증폭기의 오프셋 전압 보상 회로는 저 주파수에서 동작하는 수신기의 경우 캐패시터가 아닌 버퍼 및 저항으로 구성된 오프셋 전압 보상회로를 사용함으로써 레이아웃 면적을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the offset voltage compensation circuit of the differential amplifier used in the receiver of the communication system according to the present invention has a layout area by using an offset voltage compensation circuit composed of a buffer and a resistor instead of a capacitor in the case of a receiver operating at a low frequency. This can greatly reduce the effect.

또한, 본 발명에 따른 오프셋 전압 보상 회로는 종속 연결된 차동 입출력단의 어느 위치에나 본 발명이 병렬 형태로 연결될 수 있다.In addition, in the offset voltage compensation circuit according to the present invention, the present invention may be connected in parallel at any position of the cascaded differential input / output terminals.

본 발명의 DC 오프셋 보상 회로는 매우 낮은 주파수에서 동작하기 때문에 본 발명의 오프셋 전압 보상회로 구성은 전류 소모를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.Since the DC offset compensation circuit of the present invention operates at a very low frequency, the configuration of the offset voltage compensation circuit of the present invention has an effect of minimizing current consumption.

게다가, 본 발명의 DC 오프셋 보상 회로의 전압-전류 변환회로에서 사용되는 저항 값을 공통 모드 바이어스 회로의 저항 값보다 상대적으로 크게 함으로써 DC 오프셋 보상 회로에 의한 이득의 감소를 최소활 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the resistance value used in the voltage-current conversion circuit of the DC offset compensation circuit of the present invention is made larger than the resistance value of the common mode bias circuit, thereby minimizing the reduction of the gain by the DC offset compensation circuit. have.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.

Claims (8)

수신된 신호를 최소의 노이즈로 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier)와, RF 대역의 주파수를 원하는 주파수로 바꾸는 믹서(Mixer)와, 믹싱 동작에 의해 발생하는 가(spurious)성분들을 제거하는 필터(Filter)와, 출력 신호의 크기를 일정하게 유지하는 VGA(Variable Gain Amplifier)와, 변조된 신호를 복조하여 원래의 신호로 복원하는 복조기(Demodulation)를 포함하는 통신 시스템의 수신기에 있어서,Low Noise Amplifier (LNA) to amplify the received signal with minimum noise, Mixer to change the frequency of the RF band to the desired frequency, Filter to remove spurious components caused by the mixing operation In the receiver of the communication system including a variable gain amplifier (VGA) for maintaining a constant size of the output signal, and a demodulator (Demodulation) for demodulating the modulated signal to restore the original signal, 상기 VGA는 종속 연결된 복수의 차동 증폭기로 구성되어, 상기 복수개의 차동 증폭기 각각의 앞단에 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는데,The VGA includes a plurality of cascaded differential amplifiers and includes an offset voltage compensation circuit in front of each of the plurality of differential amplifiers. 상기 오프셋 전압 보상 회로는,The offset voltage compensation circuit, 상기 차동 증폭기의 반전 및 비반전 입력단자의 공통 모드 전압을 각각 추출하는 반전 및 비반전 공통 모드 전압 추출 수단;Inverting and non-inverting common mode voltage extracting means for extracting common mode voltages of the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier, respectively; 상기 각 공통 모드 전압 추출 수단에 의해 추출된 반전 및 비반전 공통 모드 전압들의 평균하는 평균 수단; 및An average means for averaging the inverted and non-inverted common mode voltages extracted by each common mode voltage extracting means; And 평균 수단에 의해 출력된 평균 공통 모드 전압을 전류로 변환하여 상기 차동 증폭기의 입력 단자로 각각 인가하는 전압-전류 변환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.And a voltage-to-current converting means for converting the average common mode voltage outputted by the averaging means into a current and applying them to the input terminals of the differential amplifier, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차동 증폭기의 반전 및 비반전 입력단자 사이에 연결되고, 상기 차동증폭기의 반전 및 비반전 입력 단자에 공통 모드 전압을 각각 인가하는 공통 모드 바이어스 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.An offset voltage compensation circuit connected between the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier, and further comprising common mode biasing means for applying a common mode voltage to the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier, respectively. Receiver of a communication system comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 공통 모드 바이어스 수단은,The common mode biasing means, 상기 차동 증폭기의 반전 및 비반전 입력단자 사이에 직렬 연결된 두 개의 저항으로 구성되고, 상기 두 개의 저항의 공통 노드에 상기 공통 모드 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.Comprising two resistors connected in series between the inverting and the non-inverting input terminal of the differential amplifier, the common mode voltage is applied to the common node of the two resistors, characterized in that the communication system including an offset voltage compensation circuit receiving set. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 차동 증폭기의 뒤단에 상기 오프셋 전압 보상 회로를 추가로 연결하는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.And an offset voltage compensation circuit further connected to the rear end of each differential amplifier. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공통 모드 전압 추출수단은,The common mode voltage extracting means, 통신 시스템의 수신기에 따라 임계전압 검출기(Threshold Detector), 저대역 여파기(Low Pass Filter; LPF), 피크치 검출기(Peak Valley Detector), 정류 회로(Smoothing Circuit) 및 ROM(Read Only Memory)에 저장된 룩업 테이블(Look UpTable) 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.Lookup tables stored in threshold detectors, low pass filters (LPFs), peak valley detectors, smoothing circuits, and read-only memories (ROMs), depending on the receiver of the communications system (Look UpTable) receiver of a communication system comprising an offset voltage compensation circuit, characterized in that consisting of any one. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 평균 수단은,The average means, 상기 각 공통 모드 전압 추출 수단에 의해 추출된 반전 및 비반전 공통 모드 전압을 각각 버퍼링 하는 반전 및 비반전 버퍼; 및Inverting and non-inverting buffers respectively buffering the inverted and non-inverted common mode voltages extracted by the common mode voltage extracting means; And 상기 반전 및 비반전 버퍼의 출력을 평균하여 출력하는 평균 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.And an average buffer for averaging and outputting outputs of the inverted and non-inverted buffers. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 평균 수단은,The average means, 상기 반전 및 비반전 버퍼의 출력단에 각각 연결되고, 공통 노드에서의 전압이 상기 평균 버퍼의 입력단에 연결되는 두 개의 저항을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.A receiver of the communication system comprising an offset voltage compensation circuit further comprising two resistors connected respectively to the output terminals of the inverting and non-inverting buffers, the voltage of the common node being connected to the input terminal of the average buffer. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전압-전류 변환 수단은,The voltage-current conversion means, 상기 평균 수단의 출력단자와 상기 차동 증폭기의 반전 및 비반전 입력 단자 사이에 각각 연결된 두 개의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 전압 보상 회로를 포함하는 통신 시스템의 수신기.And an offset voltage compensation circuit comprising two resistors each connected between an output terminal of said averaging means and an inverting and non-inverting input terminal of said differential amplifier.
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