KR20060103263A - 무선 수신기를 위한 저잡음 필터 - Google Patents

무선 수신기를 위한 저잡음 필터 Download PDF

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Abstract

무선 수신기를 위한 저잡음 필터가 개시된다. 저잡음 필터는 증폭기 및 이중 직교 필터를 실현하기 위해 일반적인 임피던스 변환기를 사용하여 구현된 주파수 의존 음의 레지스턴스를 포함하는 필터를 포함한다. 상기 저잡음 필터는 대역 내 신호가 프로세스될 때 필터에 의해 생성된 잡음이 상기 증폭기 스테이지의 출력에서 나타나는 것을 방지하도록 구현된다.

Description

무선 수신기를 위한 저잡음 필터{LOW-NOISE FILTER FOR A WIRELESS RECEIVER}
본 발명은 일반적으로 무선 휴대 통신 장치의 수신기 회로 아키텍처에 관한 것이고, 좀 더 구체적으로 무선 수신기에서 저잡음 필터에 관한 것이다.
효율적이고, 저비용인 전자 모듈의 가용성을 증가시키는 것과 함께, 이동 통신 시스템은 점점 더 넓게 이용되고 있다. 예를 들어, 다양한 주파수, 전송 방식, 변조 기술 및 통신 프로토콜이 휴대용, 전화 같은 통신 핸드셋에서 양 방향 음성 및 데이터 통신을 제공하기 위해 사용되는 통신 방식의 다양한 변경들이 있다. 다양한 변조 및 전송 방식 각각은 이점과 불리한 점이 있다.
이 이동 통신 시스템들이 발전되고 이용됨에 따라, 이 시스템들이 따라야만 하는 많은 다른 표준들이 진화하고 있다. 예를 들어, 미국에서, 제3 세대 휴대용 통신 시스템은 특정 변조 방식과 접근 형식의 사용을 필요로 하는 IS-136 표준에 따른다. IS-136의 경우에, 변조 방식은 8-직교 위상 편이 변조(8QPSK), 오프셋 π/4 편이 QPSK(π/4-DQPSK) 또는 그것들의 변경일 수 있고 상기 접근 형식은 TDMA일 수 있다.
유럽에서, 이동 통신 세계화 시스템(GSM) 표준은 일정한 포락선 변조 방법론 을 사용하는 협대역 TDMA 접근 환경에서 가우시안 최소 편이 방식(GMSK) 변조 방식의 사용을 요구한다.
또한, 협대역 TDMA 기술을 사용하는 전형적인 GSM 이동 통신 시스템에서, GMSK 변조 방식은 매우 저잡음 위상 변조된(PM) 전송 신호를 발진기로부터 직접 전력 증폭기에 공급한다. 그런 배열에서, 높은 효율성이 있는 비선형 전력 증폭기는 그러므로 위상 변조된 신호의 효율적인 변조를 허락하고 전력 소비를 최소화할 수 있다. 변조된 신호가 발진기로부터 직접 공급되기 때문에, 전력 증폭기 전 또는 후에 필터링에 대한 필요를 최소화시킨다. 또한, GSM 송수신기에서 출력은 일정한 포락선(즉, 오직 위상 변조(PM) 신호만을 포함하는 시불변 신호) 변조 신호이다.
휴대용 통신 기술에 발전 중 하나는 저중간 주파수(IF) 수신기와 직접 변환 수신기(DCR)의 구현을 향한 이동이다. 저중간 주파수 수신기는 종래 수신기의 중간 주파수보다 낮은 중간 주파수로 무선 주파수(RF) 신호를 변환한다. 직접 변환 수신기는 RF 신호를 중간 주파수(IF)로 먼저 변환시킴이 없이 무선 주파수(RF) 수신 신호를 기저대역(DC)에 직접 다운컨버트(downconvert)시킨다. 직접 변환 수신기의 장점 중 하나는 중간 주파수 변환에 이용하는 시스템에 사용된 비싼 필터 부품을 쓰지 않을 수 있는 데 있다. 예를 들어, 종래의 코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템에서, 하나 이상의 표면 탄성파(SAW) 필터는 RF 신호를 IF 신호로 바꾸는 데 도움을 주기 위해 구현된다. 회로를 더 복잡하게 하기 때문에, 이 SAW 필터들은 전형적으로 많은 수신기 부품보다는 다른 장치(즉, "오프칩")에 위치한다.
저중간 주파수(IF) 또는 직접 변환 수신기는 필터 부붐이 많은 수신기 부품 들처럼 같은 장치(즉 "온칩")에 위치할 수 있는 전자 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 직접 변환 수신기 구현에서, 고차(예를 들어, 5차 이상) 활성화 필터는 수신된 신호를 RF에서 DC로 변환하기 위해 사용된다. 불행하게도, 필터들은 수신기 부품들처럼 같은 칩 상에 전자 회로를 사용하여 구현되기 때문에, 필터는 식별되는 잡음을 수신된 신호에 부가한다. 부가된 잡음은 수신기의 감도를 저하시키고, 그러므로 구현하고자 하는 활성화 필터를 만드는 데 도전이 된다.
필터에 의해 수신된 신호에 부여된 잡음은 k는 상수, T는 온도, C는 커패시턴스인 식 잡음= kC/T(식 1)에 의해 정의될 수 있다. 식 1로부터 잡음은 커패시턴스와 반비례한다는 것이 명백하다. 잡음을 줄이기 위해서, 커패시턴스는 증가해야만 한다. 불행하게도, 커패시턴스의 증가는 수신기가 제작되는 칩 상에서 현저히 면적을 차지한다.
그러므로, 직접 변환 수신기에서 수신기 감도를 최대화하는 반면, 필터 부품에 의해 수신된 신호에 부가된 잡음의 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 필터 부품이 차지하는 장치상 면적을 최소화하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 실시예는 이중-직교(bi-quad) 필터를 구현하기 위해 일반적인 임피던스 변환기를 사용하여 구현되는 주파수 의존 음의 레지스턴스(frequency dependent negative resistance)를 포함하는 증폭기 및 필터를 포함하는 무선 수신기를 위한 저잡음 필터를 포함한다. 저잡음 필터는 대역 내 신호가 프로세스될 때 필터에 의해 생성된 잡음이 증폭기 단계의 출력에서 나타나는 것을 막기 위하여 구현된다.
동작에 관한 방법이 또한 제공된다. 본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 이점은 참조되는 도면과 상세한 설명의 실험에 따라 당업자에게 명백하거나 또는 명백해질 것이다. 모든 부가적인 시스템, 방법, 특징 및 이점들은 이 명세서 내에 포함되고, 발명의 범위 내에 있고, 이하 청구항에 의해 보호될 것이다.
본 발명은 첨부되는 도면에 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 도면 내에 부품들은 축척이 필요적으로 맞지는 않고, 대신에 본 발명의 원리를 명확히 도해하는 데 강조를 두었다. 또한, 도면에서, 동일한 참조 번호들은 다른 시각에서 대응하는 부분을 표시한다.
도 1은 본 발명에 따라 필터 체인을 포함하는 간단히 도시된 휴대용 송수신기를 도해하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 수신기를 도해하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 필터 체인을 도해하는 블록도이다.
휴대용 송수신기로 특별히 언급되고 있지만, 저잡음 필터는 저중간 주파수 또는 직접 변환 수신기를 이용하는 어떠한 통신 장치에서도 구현될 수 있다.
또한, 저잡음 필터는 다중 무선 표준을 지원하기 위해 다른 모드에서 동작하도록 구현될 수 있다. 다중 무선 표준을 지원하기 위해, 아래에 묘사될 부품들은 동작의 다른 모드들 사이에서 전환하기 위해 설계될 것이다. 그런 실시예에서 제어 회로는 특화된 하드웨어 부품 및 논리를 사용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어 부분은 메모리 내에 저장될 수 있고 적합한 명령어 실행 시스템(즉, 마이크로 프로세서)에 의해 실행될 수 있다.
저잡음 필터의 하드웨어 구현은 당업계에서 잘 알려진 다음 기술들의 조합을 포함할 수 있다. 이산 전자 부품, 데이터 신호에 논리 기능을 구현하기 위한 논리 게이트를 갖는 이산 논리 회로, 적절한 논리 게이트, 프로그램 가능 게이트 어레이(PGA), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 등을 갖는 주문형 반도체 등등.
저잡음 필터를 위한 소프트웨어는 논리 기능을 구현하기 위한 실행 가능한 명령어의 순서 목록을 포함하고, 예를 들어 컴퓨터에 기초한 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 다른 시스템과 같이 명령어 실행 시스템, 기계, 또는 장치로부터 명령어를 인출할 수 있는 명령어 실행 시스템, 기계, 또는 장치에 의해 또는 결합하여 사용할 어떤 컴퓨터 판독 가능 매체에서 구현될 수 있다.
이 문서의 문맥에서, "컴퓨터 판독 가능 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 기계에 의해 또는 그것들과 결합하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하고, 저장하고, 통신하고, 보급하고, 또는 전송할 수 있는 어떤 수단일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 기계, 장치 또는 전파 매체일 수 있으나 이로써 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 더 상세한 예들(철저하지 않은 목록)은 다음을 포함하고 있다. 하나 이상의 선을 가지는 전기 연결(전자), 휴대용 컴퓨터 디스켓(전자), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 소거형 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EPROM 또는 플래쉬 메모리)(전자), 광섬유(광학), 및 휴대용 콤팩트 디스크 읽기 전용 메모리(CDROM)(광학). 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어 프로그램이 페이퍼 또는 다른 매체의 광학 스캐닝을 통해 전기적으로 캡처될 수 있고, 컴파일될 수 있고, 번역되고 또는 필요하다면 적합한 방법으로 달리 프로세스되고 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있기 때문에 페이퍼 또는 프로그램이 프린트될 수 있는 다른 적합한 매체일 수 있다.
도 1은 직접 변환 수신기를 위한 저잡음 필터를 포함하는 단순화된 휴대용 송수신기(100)를 도시하는 블록도이다. 휴대용 송수신기(100)는 기저 대역 서브시스템(110)에 모두 연결된 스피커(102), 디스플레이(104), 키보드(106), 마이크로폰(108)을 포함한다. 직류(DC) 배터리 또는 다른 전력원일 수 있는 전력원(142)은 또한 휴대용 송수신기(100)에 전력을 제공하기 위해 연결부(144)를 통해 기저 대역 서브시스템(110)에 연결되어 있다. 특정 실시예에서, 휴대용 송수신기(100)는 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 이동 통신 셀 타입 전화기와 같은 휴대용 통신 핸드셋일 수 있다. 스피커(102) 및 디스플레이(104)는 당업자에게 알려진 바와 같이 각각 연결(112 및 114)을 통해 기저 대역 서브시스템(110)으로부터 신호를 수신한다. 유사하게, 키보드(106) 및 마이크로폰(108)은 각각 연결부(116 및 118)를 통해 기저 대역 서브시스템(110)에 신호를 공급한다. 기저 대역 서브시스템(110)은 버스(128)를 통해 통신 내에 마이크로프로세서(μP)(120), 메모리(122), 아날로그 회로(124), 및 디지털 신호 처리(DSP)(126)를 포함한다. 비록 단일 버스로 도시되었지만, 버스(128)는 기저 대역 서브시스템(110) 내에 서브시스템들 사이에서 필요 에 따라 연결된 다중 버스들을 사용하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 저잡음 필터가 아래에 묘사된 방법에 따라 구현되는 데, 기저 대역 서브시스템(110)은 또한 주문형 반도체(ASIC)(135) 및 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA)(133)를 포함한다.
마이크로프로세서(120) 및 메모리(122)는 휴대용 송수신기(100)를 위한 신호 타이밍, 프로세싱, 및 저장 기능을 제공한다. 아날로그 회로(124)는 기저 대역 서브시스템(110) 내에 신호를 위한 아날로그 프로세스 기능을 제공한다. 기저 대역 서브시스템(110)은 연결(132)부를 통해 송신기(150) 및 수신기(170)에 제어 신호를 제공한다. 비록 단일 연결부(122)로 도시되었지만, 제어 신호는 DSP(126), ASIC(135), FPGA(133), 또는 마이크로프로세서(120)로부터 비롯되고, 송신기(150) 및 수신기(170) 내에 다양한 연결부에 공급된다. 단순화하기 위해서, 휴대용 송수신기(100)의 오직 기본 부품들만이 여기에 도시되었다. 기저 대역 서브시스템(110)에 의해 제공되는 제어 신호는 송신기(150) 및 수신기(170) 내에 다양한 부품들을 제어한다.
만약 저잡음 필터 제어가 마이크로프로세서(120)에 의해 실행되는 소프트웨어 내에서 완전히 또는 부분적으로 구현된다면, 메모리(122)는 또한 저잡음 필터 소프트웨어(255)를 포함할 것이다. 저잡음 필터 소프트웨어(255)는 메모리 내에 저장될 수 있고 마이크로프로세서(120)에서 실행될 수 있는 하나 이상의 실행가능한 코드 세그먼트를 포함한다. 대체 실시예에서, 저잡음 필터 소프트웨어(255)의 기능은 ASIC(135) 내로 코드화될 수 있고 또는 FPGA(133)에 의해 실행될 수 있다. 메모 리(122)는 다시 쓸 수 있고 FPGA(133)는 재프로그램 가능하기 때문에, 저잡음 필터 소프트웨어(255)의 업데이트는 이 방법론을 사용하여 구현될 때 휴대용 송수신기(100)에 원격으로 보내어지거나 저장될 수 있다. 기저 대역 서브시스템(110)은 또한 아날로그 디지털 변환기(ADC)(134) 및 디지털 아날로그 변환기(DACs)(136 및 138)를 포함한다. 비록 DACs(136 및 138) 는 두 분리된 장치로 도시되었지만, 단일 디지털 아날로그 변환기는 DACs(136 및 138)의 기능을 수행하도록 사용될 수 있다. ADC(134), DAC(136) 및 DAC(138)는 버스(128)를 통해 마이크로프로세서(120), 메모리(122), 아날로그 회로(124) 및 DSP(126)과 통신할 수 있다. DAC(136)는 연결부(140)를 통해 모듈레이터(152)에 송신하기 위해 기저 대역 서브시스템(110) 내에 디지털 통신 정보를 아날로그 신호로 변환한다. 두 방향의 화살표로 도시되는 한편, 연결부(140)는 디지털 영역에서 아날로그 영역으로 변화 후에 송신기(150)에 의해 송신되기 위한 정보를 포함한다.
송신기(150)는 연결부(140)에 아날로그 정보를 변조하고 상향 변환기(154)에 연결부(158)를 통해 변조된 신호를 제공하는 변조기(152)를 포함한다. 상향 변환기(154)는 적절한 송신 주파수 및 휴대용 송수신기(100)가 동작하도록 설계된 시스템을 위한 시스템을 위한 전력 수준으로 연결부(158) 상에 변조된 신호를 변환하고 증폭한다. 변조기(152) 및 상향 변환기(154)의 상세는 당업자에게 이해될 것이기 때문에 단순화를 위해 생략되었다. 예를 들어, 연결부(140) 상의 데이터는 일반적으로 기저 대역 서브시스템(110)에 의해 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 요소로 포맷된다. I 및 Q 요소는 다른 형태를 취할 수 있고 이용되고 있는 통신 표준에 따라 다 르게 포맷될 수 있다.
상향 변환기(154)는 송수 전환기(duplexer)(162)에 연결부(156)를 통해 상향 변화된 신호를 제공한다. 송수 전환기는 당업자에게 알려진 바와 같이 송신 신호 및 수신 신호 모두를 위해 동시에 통로를 만드는 필터 쌍을 포함한다. 송신 신호는 송수 전환기(164)로부터 안테나(160)에 제공된다.
안테나(160)에 의해 수신된 신호는 송수 전환기(162)로부터 수신기(170)로 유도될 것이다. 수신기(170)는 본 발명의 양상에 따라 만들어진 하향 변환기(172), 저잡음 필터 체인(180) 및 복조기를 포함한다. 하향 변환기(172)는 RF 수준으로부터 수신된 신호를 기저 대역 수준(DC)으로 변환하기 위한 저잡음 증폭기(LNA)(도시되지 않음) 및 회로(도시되지 않음)를 포함한다. DC 수준 신호는 연결부(174)를 통해 저잡음 필터 체인(180)에 보내어진다. 저잡음 필터 체인은 증폭기(182) 및 필터(184)를 포함하는 하나 이상의 필터 스테이지(filter stage)를 포함한다. 증폭기(182) 및 필터(184)의 동작이 아래에 상세하게 묘사될 것이다.
복조기(178)는 송신된 아날로그 정보를 회복하고 ADC(134)에 연결부(186)를 통해 이 정보를 나타내는 신호를 공급한다. ADC(134)는 이 아날로그 신호를 기저 대역 주파수에서 디지털 신호로 변환하고 신호를 더 프로세스하기 위하여 버스(128)를 통해 DSP(126)로 전달한다.
도 2는 도 1의 수신기(170)를 더 상세하게 도시하는 블록도이다. 수신기(170)는 RF 주파수 수준에서 송수 전환기(도시되지 않음)를 통해 저잡음 증폭기(LNA)(202)로 수신된 신호를 공급하는 안테나(160)를 통해 신호를 수신한다. LNA(202)는 수신된 신호를 증폭하고 믹서(206)에 연결부(204)를 통해 증폭된 신호를 제공한다. 믹서(206)는 연결부(212)를 통해 합성기(208)로부터 "국부 발진기" 신호 또는 "LO"라고 불리는 주파수 기준 신호를 수신한다. LO 신호는 믹서(206)가 연결부(204)를 통해 LNA(202)로부터 수신된 신호를 하향 변환하는 주파수를 결정한다. 직접 변환 수신기의 경우, 믹서(206)는 수신된 RF 신호를 DC 신호로 연결부(214) 상에서 하향 변환시킨다.
연결부(214) 상에 DC 신호는 저잡음 필터 체인(180)에 공급된다. 저잡음 필터 체인(180)은 하나 이상의 필터 스테이지(250)를 포함한다. 필터 스테이지(250)는 가변 이득 증폭기(VGA)(216) 및 필터(220)를 포함한다. 필터(220)는 복소수 극점과 영점을 생성하기 위한 구성 때문에 소위 "이중 직교(bi-quad)" 필터로 불릴 수 있다. 종래의 이중 직교 구현은 전형적으로 피드백 및 복소수 극점 및 영점의 쌍들을 생성하기 위해 두 아날로그 적분기 주위에 피드포워드(feed-forward) 용어를 이용한다. 증폭기(216) 및 필터(220)는 각각 도 1의 증폭기(182) 및 필터(184)를 나타낸다. 비록 복수개의 증폭기 및 필터를 사용하여 도시되었으나, 수신기(170)가 사용된 상세 애플리케이션에 따라 상세 저잡음 필터 체인(180)은 단일 필터 스테이지를 포함할 수 있다.
연결부(214) 상에 DC 신호는 가변 이득 증폭기(216)에 공급된다. 가변 신호 증폭기(216)는 기저 대역 서브시스템(110)으로부터 연결부(132)를 통해 제어 신호를 수신한다. 가변 이득 증폭기(216)는 연결부(214) 상에 신호를 증폭하고 필터(220)에 증폭된 신호를 공급한다. 필터(220)는 원하는 신호 출력을 제공하기 위 해 신호를 거른다. 만약 저잡음 필터 체인(180)이 추가적인 필터 스테이지를 포함한다면, 필터의 출력(220)은 후속의 가변 이득 증폭기(222) 및 필터(224)에 공급된다. 증폭 및 필터링은 신호가 연결부(176)를 통해 더 프로세스하기 위해 복조기(178)에 공급될 때까지 계속된다.
도 3은 더 상세히 도 2의 필터 스테이지(250)를 도시하는 개요도이다. 가변 이득 증폭기(216)는 (GM을 가지는)트랜스컨덕턴스 증폭기(304) 및 부하 레지스턴스(RL)(310)로 묘사된다. 부하 레지스턴스(310)는 트랜스컨덕턴스 증폭기(304)의 레지스턴스 부하를 나타낸다. 트랜스컨덕턴스 증폭기(304)는 가변 이득 증폭기(216)에 의해 제공되는 트랜스컨덕턴스 증폭률을 나타낸다. 트랜스컨덕턴스 증폭기(304)는 연결부(214a 및 214b) 상에 미분 입력을 수신한다. 연결부(306) 상에 트랜스컨덕턴스 증폭기(304)의 출력은 또한 필터 스테이지(250)의 출력(VOUT)을 형성한다. 트랜스컨덕턴스 증폭기(304)는 전압 전류(V-I) 변환을 수행하고 부하 레지스턴스(310)는 전류 전압(I-V) 변환을 수행한다. 트랜스컨덕턴스 증폭기(340)의 용량성 부하(CL)는 접지에 연결된 커패시터(320)에 의해 나타내어진다.
필터 스테이지(250)의 출력은 또한 레지스턴스(RZ)(322)에 직렬로 연결된다. 레지스턴스(RZ)(322)는 주파수 의존 음의 저항(FDNR)(330)에 연결된다. 주파수 의존 음의 레지스턴스(330)는 이 실시예에서 주로 "GIC"로 불리는 일반적인 임피던스 변환기로서 구현된다. 주파수 의존 음의 레지스턴스(330)의 구현에 기초한 GIC는 이 중 직교 필터 부분을 구현하기 위해 사용된다. FDNR(330)의 구현에 기초한 GIC는 한 쌍의 OP 앰프(332 및 344) 및 관련된 레지스턴스와 커패시턴스를 포함한다. OP 앰프(332)의 비반전 입력은 OP 앰프(332)의 반전 입력이 OP 앰프(344)의 반전 입력에 연결부(338)를 통해 연결되는 반면, 연결부(336)를 통해 레지스턴스(RZ)(322) 및 커패시턴스(C1)(334) 사이의 노드에 연결된다. OP 앰프(344)의 비반전 입력은 커패시턴스(C2) 및 레지스턴스(R3) 사이의 노드에 연결된다. OP 앰프(332)의 출력은 연결부(362)를 통해 레지스턴스(R2)(352) 및 레지스턴스(R3)(354) 사이의 노드에 연결된다. OP 앰프(344)의 출력은 연결부(346)를 통해 커패시턴스(C1)(334) 및 레지스턴스(R1)(342) 사이의 노드에 연결된다. 대체 실시예에서, 레지스턴스(R2) 및 커패시턴스(C2)는 반전될 수 있다.
수신기(170)의 동작 중에, FNDR(330)에 기초한 GIC는 두 현저한 특징이 있다. 낮은 주파수에서, 수신된 신호가 ("대역 내"로 불리는)수신 대역 내에 주파수에 있을 때, 커패시턴스(CL)(320) 및 커패시턴스(C1)(334)는 높은 임피던스(Z)로써 나타난다. 또한, OP 앰프(332 및 334)에 의해 생성된 어떤 소음들은 커패시턴스(C1)(334)에 의해 나타내어진 높은 임피던스에 의한 출력(306)에 나타나는 것을 방지한다. 그러므로, 트랜스컨덕턴스 증폭기(304)의 가상적인 모든 전류 출력은 FDNR(330)에 의해 만들어진 잡음이 없이 출력(306)을 나타내기 위해 화살표(308)에 의해 나타내어진 것처럼 부하 레지스턴스(RL)를 통해 이동한다.
높은 주파수에서, 수신된 신호가 ("대역 외"으로 불리는)수신 대역 밖에 있을 때, 커패시턴스(C1)(334) 및 커패시턴스(CL)(320)의 임피던스는 수신된 신호가 대역 내일 때보다 작다. 대역 외 주파수에서, 신호 내의 전류 부분은 커패시턴스(CL)(320) 및 커패시턴스(C1)(334)가 전류가 이 커패시턴스들을 통해 흐르도록 하기 때문에 화살표(314 및 316)에 나타내어진 것처럼 사라진다. 커패시턴스(CL)(320) 및 커패시턴스(C1)(334)의 감소된 임피던스 때문에, FDNR(330)에 기초한 GIC에 의해 생성된 잡음들은 출력(306)에서 나타나도록 허락된다. 하지만, 이것은 수신 신호가 대역 외에만 일어나기 때문에, OP 앰프(332 및 334)에 의해 생성된 잡음은 출력(306)에서 나타날 수 있으나 출력 신호에 부정적인 영향을 미치지 못한다.
FDNR(330)에 의해 생성된 잡음은 낮은 대역 내 주파수에서 커패시턴스(C1)(334)에 의해 나타나는 높은 임피던스에 의해 차단되나 더 높은 대역 외 주파수에서 출력(306)으로 나타나지만, 대역 외 주파수에서, 잡음은 필터 스테이지(250)의 실행에 부정적인 영향을 주지 않는다. 잡음이 대역 내 주파수에서 출력(306)으로 나타나는 것을 방지되고, 출력(306)에서의 잡음은 대역 외 주파수에서 부정적인 영향을 주지 않기 때문에, 작은 커패시턴스 값 및 그러므로 물리적으로 작은 부품들이 커패시턴스를 형성하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 필터 스테이지(250)에 의해 소비되는 공간의 양을 의미있게 감소시킬 수 있다.
FDNR(330)에 기초한 GIC 내의 부품들의 값은 원하는 필터 극점을 실현하기 위해 선택되고, 레지스턴스(RZ)(322)의 값은 원하는 필터 영점을 실현하기 위해 선택되어 "이중 직교" 필터는 주파수 의존 음의 레지스턴스(330)에 기초한 GIC를 사용하여 실현될 수있다.
본 발명의 다양한 실시예들이 묘사되어 있는 한편, 당업자들에게 많은 실시예와 구현이 본 발명의 사상 내에서 가능하다는 것이 명백하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 동등물의 범위로 제한되는 것은 아니다.

Claims (19)

  1. 무선 수신기에서 수신 신호를 필터링하기 위한 방법으로서,
    증폭기에 수신 신호를 제공하는 단계, 및
    필터에 의해 기여된 잡음이 제1 주파수에서 증폭기의 출력으로부터 차단되도록 수신 신호를 필터링하는 단계
    를 포함하는 수신 신호 필터링 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필터에 의해 기여된 잡음이 상기 제1 주파수 외의 주파수에서만 상기 증폭기의 출력에 전해지는 것인 수신 신호 필터링 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터는 일반적인 임피던스 변환기를 사용하여 구현된 주파수 의존 음의 레지스턴스인 것인 수신 신호 필터링 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 일반적인 임피던스 변환기에 의해 생성된 잡음이 상기 제1 주파수에서 상기 증폭기의 출력으로부터 차단되는 것인 수신 신호 필터링 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 주파수는 대역 내 수신 주파수인 것인 수신 신호 필터링 방법.
  6. 무선 수신기를 위한 저잡음 필터로써,
    증폭기, 및
    이중 직교 필터를 실현하기 위해 일반적인 임피던스 변환기를 사용하여 구현된 주파수 의존 음의 레지스턴스를 포함하는 필터
    를 포함하는 저잡음 필터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 일반적인 임피던스 변환기는
    한 쌍의 OP 앰프, 및
    한 쌍의 OP 앰프에 의해 생성된 잡음이 상기 제1 주파수에서 상기 증폭기의 출력에서 나타나는 것을 방지하도록 구성된 하나 이상의 커패시턴스
    를 포함하는 것인 저잡음 필터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 주파수는 대역 내 수신 주파수인 것인 저잡음 필터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 한 쌍의 OP 앰프에 의해 생성된 잡음은 제2 주파수에서 상기 증폭기의 축력에서 나타나는 것인 저잡음 필터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 주파수는 대역 외 수신 주파수인 것인 저잡음 필 터.
  11. 휴대용 송수신기로서,
    데이터 신호를 수신하고 변조하기 위해 설정된 변조기,
    변조된 데이터 신호를 수신하고 무선 주파수(RF) 신호를 제공하도록 설정된 상향 변환기,
    RF 신호를 송신하도록 설정된 송신기, 및
    증폭기 및 이중 직교 필터를 실현하도록 일반적인 임피던스 변환기를 이용하여 구현된 주파수 의존 음의 레지스턴스를 포함하는 필터를 포함하는 직접 변환 수신기
    를 포함하는 휴대용 송수신기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 일반적인 임피던스 변환기는
    한 쌍의 OP 앰프, 및
    한 쌍의 OP 앰프에 의해 생성된 잡음이 제1 주파수에서 상기 증폭기 스테이지의 출력에서 나타나는 것을 방지하도록 설정된 하나 이상의 커패시턴스
    를 더 포함하는 것인 휴대용 송수신기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 주파수는 상기 대역 내 수신 주파수인 것인 휴대용 송수신기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 한 쌍의 OP 앰프에 의해 생성된 잡음이 제2 주파수에서 증폭기 스테이지의 출력에서 나타나는 것인 휴대용 송수신기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 주파수는 대역 외 수신 주파수인 것인 휴대용 송수신기.
  16. 휴대용 송수신기로써,
    데이터 신호를 변조하기 위한 수단,
    변조된 신호를 상향 변환하고 무선 주파수(RF) 신호를 제공하기 위한 수단,
    상기 RF 신호를 송신하기 위한 수단,
    수신 신호를 기저 대역 신호로 변환하기 위한 수단, 및
    필터 수단들에 의해 생성된 잡음이 제1 주파수에서 상기 수신 신호들 상에 나타나는 것을 방지하도록 상기 기저 대역 신호를 필터링하기 위한 수단
    을 포함하는 휴대용 송수신기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 주파수는 대역 내 수신 주파수인 것인 휴대용 송수신기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 필터 수단들에 의해 생성된 잡음은 제2 주파수에서 상기 수신 신호 상에 나타나는 것인 휴대용 송수신기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 주파수는 상기 대역 외 수신 주파수인 것인 휴대용 송수신기.
KR1020067011885A 2003-11-18 2004-11-02 무선 수신기를 위한 저잡음 필터, 필터링 방법 및 이를 이용하는 휴대용 송수신기 KR100790930B1 (ko)

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