KR20090122513A - Low noise dc offset cancellation circuit - Google Patents

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김신녕
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Abstract

PURPOSE: A low noise DC offset removing circuit for a wireless receiver is provided to eliminate the noises generated in the DC offset removing circuit itself by installing a low pass filter between a DC offset removing unit and an input terminal of a baseband end. CONSTITUTION: The low noise DC offset removing circuit includes: a DC offset removing unit(330) which is connected to an output terminal of a base band end and eliminates a DC offset of an input signal inputted into an amplifier of the baseband end; and a noise removing unit(340), one terminal of which is connected to an output terminal of the DC offset removing unit and the other terminal of which is connected to an input terminal of the baseband end, so that the noise removing unit eliminates the noises.

Description

무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로{Low noise DC offset cancellation circuit} Low noise DC offset cancellation circuit for wireless receivers

본 발명은 무선수신기의 디씨 오프셋 제거 회로에 관한 것으로, 특히 무선 수신기에서 디씨 오프셋 제거부와 베이스밴드단의 입력단자 사이에 로우패스필터를 구비하여 디씨 오프셋 제거 회로에서 발생한 잡음을 제거하는 무선 수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC offset cancellation circuit of a wireless receiver, and more particularly, to a wireless receiver for removing noise generated in a DC offset cancellation circuit by providing a low pass filter between a DC offset cancellation unit and a baseband input terminal in a wireless receiver. A low noise DC offset cancellation circuit is disclosed.

최근 무선통신기기가 널리 보급되면서 무선회로의 부품개수나 제조비용을 삭감하고, 더욱이 무선회로를 모노리식 IC(monolithic IC)로 제조하고자 하는 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구에 대처하기 위해 무선수신기에는 다이렉트 컨버젼(direct conversion) 방식이 주로 채용된다.Recently, as the wireless communication devices are widely used, the number of components and manufacturing cost of the wireless circuit is reduced, and the demand for manufacturing the wireless circuit as a monolithic IC is increasing. In order to cope with these demands, a direct conversion scheme is mainly employed in the radio receiver.

도 1은 일반적인 무선 수신기의 회로 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a circuit configuration of a general wireless receiver.

도 1을 참고하면 종래의 무선수신기는 안테나로부터 수신된 고주파수(Radio Frequency:RF) 신호를 다루는 고주파단(110)과 베이스밴드단(120)으로 이루어져 있다. 고주파단에서는 안테나를 통하여 수신된 고주파수 신호를 저잡음증폭기(111)에서 잡음을 최소화하여 원하는 신호로 증폭한 후 이득을 조절하게 된다. 또한 상기 저잡음증폭기(111)의 출력은 주파수혼합기(112)에 입력되고, 이때 상기 주파수 혼합기(112)에서는 상기 수신 신호와 전압제어발진기(113)에서 출력되는 발진 주파수 신호를 혼합하여 원하는 베이스밴드신호로 변환시킨다.Referring to FIG. 1, a conventional radio receiver includes a high frequency terminal 110 and a baseband terminal 120 that deal with a radio frequency (RF) signal received from an antenna. In the high frequency stage, the high frequency signal received through the antenna is amplified to a desired signal by minimizing noise in the low noise amplifier 111 and then controlling gain. In addition, the output of the low noise amplifier 111 is input to the frequency mixer 112, wherein the frequency mixer 112 mixes the received signal and the oscillation frequency signal output from the voltage controlled oscillator 113, the desired baseband signal To.

변환된 신호는 베이스밴드단(120)으로 입력되고 베이스밴드단(120)에서는 다시 증폭기를 거쳐 증폭되고 저역통과필터(122)에서 파형정형되어 원하는 신호를 출력하게 된다.The converted signal is inputted to the baseband stage 120, and then amplified by the amplifier at the baseband stage 120 and waveform-shaped by the low pass filter 122 to output a desired signal.

그러나 안테나로부터 수신된 고주파 신호가 고주파단을 거쳐 베이스밴드단으로 넘어오는 과정에서 주파수혼합기(113)에서 생긴 디씨 오프셋(DC offset)이 베이스밴드단의 필터와 증폭기의 동작에 영향을 미치게 되며, 따라서 무선수신기의 정상적인 동작을 위해서는 디씨 오프셋을 제거하는 회로가 필요하게 되었다.However, the DC offset generated by the frequency mixer 113 while the high frequency signal received from the antenna passes through the high frequency end to the baseband end affects the operation of the filter and the amplifier of the baseband end. For normal operation of the radio receiver, a circuit is needed to remove the DC offset.

도 2a 및 도 2b는 무선 수신기에 있어서 DC 오프셋을 제거하기 위한 종래의 회로 구성의 일실시예를 나타내는 블록도이다.2A and 2B are block diagrams illustrating one embodiment of a conventional circuit arrangement for removing DC offset in a wireless receiver.

종래에는 무선 수신기에 있어서 고역통과필터를 피드백 회로로 이용하여 DC 오프셋을 제거하였고 이때 고역통과필터는 적분기로 구현하였다. 적분기를 구현하는 방법은 도 2a에 도시된 바와 같이 연산증폭기로 구현하는 방법과 도 2b에 도시된 바와 같이 Gm-cell로 구현하는 방법의 두 가지가 사용되었다.Conventionally, in a wireless receiver, a DC pass is removed by using a high pass filter as a feedback circuit, and the high pass filter is implemented as an integrator. As an integrator, two methods are implemented: an operational amplifier as shown in FIG. 2A and a Gm-cell as shown in FIG. 2B.

그러나 베이스밴드단에 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 DC 오프셋 제거 회로를 추가할 경우, DC 오프셋 제거회로 자체에서 발생하는 잡음이 베이스밴드의 입력(Vin) 쪽으로 타고 들어와 무선수신기 전체의 잡음 지수가 높아지는 문제가 있었다.However, if a DC offset cancellation circuit as shown in Figs. 2A and 2B is added to the baseband stage, the noise generated by the DC offset cancellation circuit itself is driven toward the base of the baseband input (Vin) and thus the noise figure of the entire radio receiver. There was a problem of increasing.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, DC 오프셋 제거 회로와 베이스밴드단의 입력이 만나는 곳에 로우패스필터를 추가하여 DC 오프셋 제거회로 자체에서 발생한 잡음을 제거할 수 있는 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로를 제공하는데 있다. The technical problem to be solved by the present invention is a low noise DC offset cancellation circuit for a wireless receiver that can remove the noise generated by the DC offset cancellation circuit itself by adding a low pass filter where the input of the DC offset cancellation circuit and the baseband stage meet. To provide.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로는 베이스밴드단의 출력단자에 연결되어 상기 베이스밴드단의 증폭기로 입력되는 입력신호의 디씨 오프셋을 제거하기 위한 디씨 오프셋 제거부; 및 일 단자가 상기 디씨 오프셋 제거부의 출력단자에 연결되고 다른 일 단자가 상기 베이스밴드단의 입력단자에 연결되며 상기 디씨 오프셋 제거부에서 발생하는 잡음을 제거하기 위한 잡음제거부를 구비하는 것을 특징으로 한다.Low noise DC offset cancellation circuit for a wireless receiver according to the present invention for achieving the technical problem is connected to the output terminal of the baseband stage DC offset removal unit for removing the DC offset of the input signal input to the amplifier of the baseband stage ; And one terminal connected to an output terminal of the DC offset remover, the other terminal connected to an input terminal of the baseband terminal, and a noise remover configured to remove noise generated by the DC offset remover. do.

본 발명에 따른 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로에 의하면 DC 오프셋 제거 회로와 베이스밴드단의 입력이 만나는 곳에 로우패스필터를 구비하여 디씨 오프셋 제거회로 자체에서 발생하는 잡음을 제거함으로써 무선 수신기 전체의 잡음 지수를 낮춰줄 수 있는 효과가 있다. According to the low noise DC offset elimination circuit for a wireless receiver according to the present invention, a low-pass filter is provided where a DC offset elimination circuit and an input of a baseband stage meet to remove noise generated by the DC offset elimination circuit itself. It has the effect of lowering the index.

본 발명의 핵심적인 아이디어는 디씨 오프셋 제거 회로와 베이스밴드단의 입 력이 만나는 곳에 저역 통과 필터를 구비하여 디씨 오프셋 제거회로 자체에서 발생하는 잡음을 제거함으로써 무선 수신기 전체의 잡음 지수를 낮추는데 있다.The core idea of the present invention is to reduce the noise figure of the entire wireless receiver by removing the noise generated by the DC offset cancellation circuit itself by including a low pass filter where the input of the DC offset cancellation circuit and the baseband stage meet.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로의 구성을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of a low noise DC offset cancellation circuit for a radio receiver according to the present invention.

도 3을 참조하면 본 발명에 따른 본 발명에 따른 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로는 디씨 오프셋 제거부(330) 및 잡음제거부(340)를 구비한다. 상기 디씨 오프셋 제거부(330)는 베이스밴드단(320)의 출력단자에 연결되어 상기 베이스밴드단의 증폭기(321)로 입력되는 입력신호(Vin)의 디씨 오프셋을 제거하고, 상기 잡음제거부(340)는 일 단자가 상기 디씨 오프셋 제거부(330)의 출력단자에 연결되고 다른 일 단자가 상기 베이스밴드단(320)의 입력단자에 연결되며 상기 디씨 오프셋 제거부(330)에서 발생하는 잡음을 제거한다.Referring to FIG. 3, a low noise DC offset cancellation circuit for a wireless receiver according to the present invention includes a DC offset remover 330 and a noise remover 340. The DC offset remover 330 is connected to the output terminal of the baseband stage 320 to remove the DC offset of the input signal Vin input to the amplifier 321 of the baseband stage, the noise canceller ( 340 is one terminal is connected to the output terminal of the DC offset removing unit 330, the other terminal is connected to the input terminal of the base band terminal 320 and the noise generated by the DC offset removing unit 330 Remove

상기 잡음제거부(340)는 로우패스필터(LPF)로 구현할 수 있다.The noise canceller 340 may be implemented as a low pass filter (LPF).

이때 상기 로우패스필터(LPF)는 일 단자가 상기 베이스밴드단(320)의 입력단자에 연결되는 저항(RL) 및 일 단자가 상기 저항(RL)의 다른 일 단자 및 상기 디씨 오프셋 제거부(330)의 출력단자에 공통으로 연결되고 다른 일 단자가 접지되어 있는 커패시터(CL)로 구현될 수 있다.In this case, the low pass filter LPF includes a resistor R L having one terminal connected to an input terminal of the base band terminal 320, one terminal being the other terminal of the resistor R L , and the DC offset removing unit. The capacitor C L is commonly connected to the output terminal of 330 and the other terminal is grounded.

무선 수신기에서는 고주파단의 주파수혼합기(미도시)에서 생긴 DC 오프셋이 베이스밴드단의 필터(322)와 증폭기(321)의 동작에 영향을 미치게 된다. 따라서 무선수신기의 정상적인 동작을 위해서는 이러한 DC 오프셋을 제거해야 한다. 본 발명에 따른 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로에서는 이를 위해 제1 트랜스 컨덕터(Gm1), 제2 트랜스 컨덕터(Gm2) 및 하나의 커패시터(C1)로 이루어진 디씨 오프셋 제거부(330)를 구비하였다.In the wireless receiver, the DC offset generated by the high frequency stage mixer (not shown) affects the operation of the filter 322 and the amplifier 321 of the baseband stage. Therefore, this DC offset should be removed for normal operation of the radio receiver. In the low noise DC offset removing circuit for a wireless receiver according to the present invention, a DC offset removing unit 330 including a first transconductor Gm 1 , a second transconductor Gm 2 , and one capacitor C 1 is provided. Equipped.

상기 디씨 오프셋 제거부(330)에서 제1 트랜스 컨덕터(Gm1)는 변화 가능한 트랜스컨덕턴스(gm)를 가지며 내부 저항의 값을 스위칭을 통해 변화시켜 원하는 값을 갖도록 하는 것이다. 한편 제2 트랜스 컨덕터(Gm2)는 제1 트랜스 컨덕터(Gm1)에서 내부 저항을 제거한 회로이다. In the DC offset remover 330, the first transconductor Gm 1 has a variable transconductance gm and changes the internal resistance through switching to have a desired value. Meanwhile, the second transconductor Gm 2 is a circuit from which the internal resistance is removed from the first transconductor Gm 1 .

이러한 내용은 당업계에서는 공지의 것으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Such details are well known in the art and detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 디씨 오프셋 제거부(330)의 제2 트랜스 컨덕터(Gm2)에서 생성되는 잡음이 그대로 베이스밴드단의 입력단자로 흘러들어가게 되면 무선 수신기의 잡음 지수가 증가하고 이에 따라 무선수신기의 감도가 저하된다.Meanwhile, when the noise generated by the second transconductor Gm 2 of the DC offset remover 330 flows into the input terminal of the baseband terminal as it is, the noise figure of the wireless receiver increases and accordingly the sensitivity of the wireless receiver is increased. Degrades.

따라서 베이스밴드단의 입력단자로 흘러들어가는 잡음을 줄이기 위해 상기 디씨 오프셋 제거부(330)의 출력단자에 커패시터(CL)와 저항(RL)으로 구성된 로우패스필터(340)를 설치하여 저주파 신호 성분을 추출하여 잡음을 제거하였다.Therefore, in order to reduce noise flowing into the input terminal of the baseband stage, a low-frequency signal is provided by installing a low pass filter 340 composed of a capacitor C L and a resistor R L at the output terminal of the DC offset removing unit 330. The components were extracted to remove noise.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.  In the above description, the technical idea of the present invention has been described with the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention by way of example and do not limit the present invention. In addition, it is apparent that any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 일반적인 무선 수신기의 회로 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a circuit configuration of a general wireless receiver.

도 2a 및 도 2b는 무선 수신기에 있어서 DC오프셋을 제거하기 위한 종래의 회로 구성을 나타내는 블록도이다.2A and 2B are block diagrams showing a conventional circuit configuration for canceling a DC offset in a wireless receiver.

도 3은 본 발명에 따른 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로의 구성을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of a low noise DC offset cancellation circuit for a radio receiver according to the present invention.

Claims (3)

무선수신기용 디씨 오프셋 제거회로에 있어서,In the DC offset cancellation circuit for a wireless receiver, 베이스밴드단의 출력단자에 연결되어 상기 베이스밴드단의 증폭기로 입력되는 입력신호의 디씨 오프셋을 제거하기 위한 디씨 오프셋 제거부; 및A DC offset removing unit connected to an output terminal of a baseband stage to remove a DC offset of an input signal inputted to an amplifier of the baseband stage; And 일 단자가 상기 디씨 오프셋 제거부의 출력단자에 연결되고 다른 일 단자가 상기 베이스밴드단의 입력단자에 연결되며 상기 디씨 오프셋 제거부에서 발생하는 잡음을 제거하기 위한 잡음제거부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로.One terminal is connected to the output terminal of the DC offset removing unit, the other terminal is connected to the input terminal of the baseband terminal, characterized in that it comprises a noise canceling unit for removing noise generated in the DC offset removing unit Low noise DC offset cancellation circuit for wireless receivers. 제1항에 있어서, 상기 잡음제거부는The method of claim 1, wherein the noise canceling unit 로우패스필터(LPF)로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로.A low noise DC offset cancellation circuit for a wireless receiver, comprising a low pass filter (LPF). 제2항에 있어서, 상기 로우패스필터(LPF)는The method of claim 2, wherein the low pass filter (LPF) is 일 단자가 상기 베이스밴드단의 입력단자에 연결되는 저항; 및A resistor having one terminal connected to an input terminal of the base band terminal; And 일 단자가 상기 저항의 다른 일 단자 및 상기 디씨 오프셋 제거부의 출력단자에 공통으로 연결되고 다른 일 단자가 접지되어 있는 커패시터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선수신기용 저잡음 디씨 오프셋 제거회로.And a capacitor having one terminal connected in common to the other terminal of the resistor and the output terminal of the DC offset removing unit, and the other terminal being grounded. 2.
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