KR20240038543A - 증폭 회로, 이를 포함하는 인체 채널 기반 통신 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents

증폭 회로, 이를 포함하는 인체 채널 기반 통신 시스템 및 이의 동작 방법 Download PDF

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KR20240038543A
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Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 증폭 회로는 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 밴드 패스 필터링을 수행하여 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭부; 및 상기 제1 필터 신호를 수신하고, 상기 제1 필터 신호에 대한 제2 밴드 패스 필터링을 수행하여 제2 필터 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭부를 포함하고, 상기 제2 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭은 상기 제1 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭보다 좁다.

Description

증폭 회로, 이를 포함하는 인체 채널 기반 통신 시스템 및 이의 동작 방법{AMPLIFICATION CIRCUIT, HUMAN BODY CHANNEL-BASED COMMUNICATION SYSTEM INCLUDING THE SAME, AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 개시는 증폭 회로에 관한 것으로 보다 상세하게는 온-칩 협대역 증폭 회로, 이를 포함하는 인체 채널 기반 통신 시스템 및 이의 동작 방법 에 관한 것이다.
일반적으로 무선 통신 시스템의 수신단은 노이즈(noise) 필터와 증폭단을 포함한다. 기존의 통신 시스템은 신호 전송 중에 외부에서 유입되는 다양한 주파수의 노이즈에 의해, 수신단에서 신호를 제대로 수신하지 못하는 경우 송신단에서 송신 신호의 파워를 높이거나 송신 신호의 전송 효율을 높이는 방법이 가장 효율적일 수 있다.
그러나, 인체 채널 기반의 통신 시스템에서 송신 신호의 파워를 높이는 방법을 사용하는 경우, 인체 안전성을 해칠 위험이 있다. 또한, 인체 채널 기반 통신 시스템은 좁은 공간에 다양한 디바이스들이 공존하고 있으며, 각 디바이스들 간의 간섭 및 노이즈 상황이 기존의 무선 통신 시스템에 비하여 열악할 수 있다.
따라서, 인체 채널 기반 통신 시스템의 경우, 저전력, 저면적으로 수신단을 구성해야 하고, 다양한 노이즈 제거를 위한 협대역의 필터링 기능을 확보하는 것이 요구된다.
본 개시의 목적은 멀티 스테이지로 구성된 증폭단과 입력 바이어스 회로를 활용하여 저전력을 소모하고, 저면적으로 구현된 증폭 회로, 이를 포함하는 인체 채널 기반 통신 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 증폭 회로는 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 밴드 패스 필터링을 수행하여 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭부; 및 상기 제1 필터 신호를 수신하고, 상기 제1 필터 신호에 대한 제2 밴드 패스 필터링을 수행하여 제2 필터 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭부를 포함하고, 상기 제2 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭은 상기 제1 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭보다 좁다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부는 인덕터 소자를 포함하지 않는다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭부는 제1 증폭도로 상기 외부 신호를 증폭하여 상기 제1 필터 신호를 출력하고 상기 제2 증폭부는 제2 증폭도로 상기 제1 필터 신호를 증폭하여 상기 제2 필터 신호를 출력하도록 더 구성되고, 상기 제2 증폭도는 상기 제1 증폭도보다 높다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭부는 상기 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 하이 패스 필터링을 수행하여 제1 바이어스 신호를 출력하도록 구성된 제1 입력 바이어스 회로; 및 상기 제1 바이어스 신호를 수신하고, 상기 제1 바이어스 신호에 대한 제1 로우 패스 필터링을 수행하여 상기 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭단을 포함하되, 상기 제1 하이 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 제1 로우 패스 필터링의 차단 주파수보다 작다.
일 실시 예에서, 상기 제1 입력 바이어스 회로는 제1 노드와 연결되고, 상기 외부 신호를 수신하는 입력 커패시터; 전원 전압과 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 입력 저항 및 상기 제1 노드와 접지 노드 사이에 연결된 제2 입력 저항을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭단은 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 증폭 저항; 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 병렬로 연결된 제2 증폭 저항 및 증폭 커패시터 및 상기 제2 노드와 제1 입력 단자가 연결되고, 상기 접지 노드와 제2 입력 단자가 연결되고, 상기 제3 노드와 출력 단자가 연결되는 증폭기를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 입력 저항 및 상기 제1 및 제2 증폭 저항은 가변 저항이고, 상기 입력 커패시터 및 상기 증폭 커패시터는 가변 커패시터이다.
일 실시 예에서, 상기 제1 하이 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 입력 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 로우 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 증폭 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭도는 상기 제1 증폭 저항 및 상기 제2 증폭 저항의 저항 값에 기초하여 결정된다.
본 개시의 실시 예에 따른 외부 신호를 수신하는 증폭 회로 및 상기 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호의 주파수 대역에 기초하여 상기 증폭 회로를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하도록 구성된 제어 회로를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 증폭 회로는 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 밴드 패스 필터링을 수행하여 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭부; 및 상기 제1 필터 신호를 수신하고, 상기 제1 필터 신호에 대한 제2 밴드 패스 필터링을 수행하여 제2 필터 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭부를 포함하고, 상기 제2 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭은 상기 제1 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭보다 좁다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부는 인덕터 소자를 포함하지 않는다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭부는 제1 증폭도로 상기 외부 신호를 증폭하여 상기 제1 필터 신호를 출력하고 상기 제2 증폭부는 제2 증폭도로 상기 제1 필터 신호를 증폭하여 상기 제2 필터 신호를 출력하도록 더 구성되고, 상기 제2 증폭도는 상기 제1 증폭도보다 높다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭부는 상기 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 하이 패스 필터링을 수행하여 제1 바이어스 신호를 출력하도록 구성된 제1 입력 바이어스 회로; 및 상기 제1 바이어스 신호를 수신하고, 상기 제1 바이어스 신호에 대한 제1 로우 패스 필터링을 수행하여 상기 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭단을 포함하되, 상기 제1 하이 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 제1 로우 패스 필터링의 차단 주파수보다 작다.
일 실시 예에서, 상기 제1 입력 바이어스 회로는 제1 노드와 연결되고, 상기 외부 신호를 수신하는 입력 커패시터; 전원 전압과 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 입력 저항 및 상기 제1 노드와 접지 노드 사이에 연결된 제2 입력 저항을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 증폭단은 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 증폭 저항; 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 병렬로 연결된 제2 증폭 저항 및 증폭 커패시터 및 상기 제2 노드와 제1 입력 단자가 연결되고, 상기 접지 노드와 제2 입력 단자가 연결되고, 상기 제3 노드와 출력 단자가 연결되는 증폭기를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 입력 저항 및 상기 제1 및 제2 증폭 저항은 가변 저항이고, 상기 입력 커패시터 및 상기 증폭 커패시터는 가변 커패시터이고, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 증폭부에 포함되는 가변 저항들의 저항 값 및 가변 커패시터들의 커패시턴스 값을 조절하여 상기 제1 밴드 패스 필터링의 상기 주파수 통과 대역폭을 조절한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 밴드 패스 필터링을 수행하여 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭부; 및 상기 제1 필터 신호를 수신하고, 상기 제1 필터 신호에 대한 제2 밴드 패스 필터링을 수행하여 제2 필터 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭부를 포함하는 증폭 회로를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템의 동작 방법은 상기 외부 신호를 수신하는 단계; 상기 외부 신호의 주파수 대역을 판단하는 단계; 상기 외부 신호의 주파수 대역에 기초하여, 상기 제1 증폭부 및 상기 제2증폭부들 각각에 포함되는 가변 저항들의 저항 값 및 가변 커패시터들의 커패시턴스 값을 조절하여 상기 제1 밴드 패스 필터링의 상기 주파수 통과 대역폭 및 상기 제2 밴드 패스 필터링의 상기 주파수 통과 대역폭을 조절하는 단계; 상기 증폭 회로가 상기 외부 신호에 기초하여 상기 증폭 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부는 인덕터 소자를 포함하지 않고, 상기 제2 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭은 상기 제1 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭보다 좁다.
본 개시에 따르면, 인덕터 없이 협대역의 밴드 패스 필터 특성을 가지는 증폭 회로를 구현할 수 있다. 따라서, 저전력, 저면적의 증폭 회로, 이를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템 및 이의 동작 방법이 제공된다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선 신호 통신 시스템의 수신단을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 인체 채널 기반 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3는 본 개시의 실시 예에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로를 나타내는 도면이다.
도 4은 도 2의 증폭부의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 5a는 도 3의 입력 바이어스 회로에 대한 회로도이다.
도 5b는 도 4a의 입력 바이어스 회로의 주파수 응답 특성을 보여주는 그래프이다.
도 6a는 도 3의 증폭단에 대한 회로도이다,.
도 6b는 도 6의 중폭단의 주파수 응답 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 증폭부의 주파수 응답 특성을 보여주는 그래프이다.
도 8는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 온-칩 협대역 증폭 회로의 각 증폭부에 따른 주파수 응답 특성 변화를 보여주는 그래프들이다.
도 9는 본 개시의 실시 예에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템의 동작 방법의 흐름도이다.
이하에서, 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 개시의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다. 이하에서 사용되는 "블록(block)", "유닛 또는 부(unit)", "모듈(module)" 등과 같은 용어들 또는 그것들과 대응되는 구성들은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 그것들의 조합의 형태로 구현될 수 있다.
이하의 도면들 또는 상세한 설명에서의 모듈들은 도면에 도시되거나 또는 상세한 설명에 기재된 구성 요소 이외에 다른 것들과 연결될 수 있다. 모듈들 또는 구성 요소들 사이의 연결은 각각 직접적 또는 비직접적일 수 있다. 모듈들 또는 구성 요소들 사이의 연결은 각각 통신에 의한 연결이거나 또는 물리적인 접속일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템의 수신단을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 무선 통신 시스템의 수신단(100)은 안테나(110), RF 스테이지(120), IF 스테이지(130)를 포함할 수 있다.
안테나(110)는 외부 신호(SIG_O)를 수신하고, 수신된 신호를 RF 스테이지(120)로 전송할 수 있다. 수신된 신호는 높은 주파수 대역을 갖는 RF(radio frequency)신호일 수 있다.
RF 스테이지(120)는 수신된 RF신호의 주파수 대역을 낮추어 IF(intermediate fequency) 신호로 변조하고, IF 신호를 IF 스테이지(130)으로 전송할 수 있다.
IF 스테이지는 IF 신호의 주파수 대역을 낮추어 베이스밴드(baseband)의 신호로 변조할 수 있다. 이에 따라, 변조 신호(SIG_C)를 생성할 수 있다. 이때, 변조 신호(SIG_C)는 베이스 밴드의 신호로써, 외부 신호(SIG_O)의 유효한 정보를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 1의 수신단(100)은 RF 신호를 수신하고, RF 신호를 RF 스테이지(120) 및 IF 스테이지(130)에 의해 베이스 밴드 신호로 주파수 변환하여, 외부 신호(SIG_O)의 유효한 정보를 추출할 수 있다. 이 경우, 외부 신호(SIG_O)는 RF 신호 이므로 전송 경로에서 비교적 노이즈의 영향을 적게 받을 수 있다. 또한, 외부 신호(SIG_O)는 다른 신호와의 간섭을 피할 수 있다. 이에 따라, RF 스테이지(120) 및 IF 스테이지(130)를 포함하는 통신 시스템은 효율적으로 무선 통신을 수행할 수 있다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 인체 채널 기반 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 온-칩 협대역 증폭 회로(200), 프로세서(300) 및 제어 회로(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)의 수신단에 포함될 수 있다.
인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)이 높은 전력을 사용하는 경우, 인체 안전성을 해칠 위험이 있다. 따라서, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 저전력의 회로 구현이 요구된다. 또한, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 웨어러블 장치 등에 사용될 수 있다. 웨어러블 장치는 좁은 공간에 다양한 장치들이 공존하고 있을 수 있다. 따라서, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 저면적으로 회로를 구현하는 것이 요구된다.
인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 저전력, 저면적 회로 구현을 위해 도 1의 무선 통신 시스템과 달리, 안테나(110), RF 스테이지(120) 및 IF 스테이지(130)을 포함하지 않을 수 있다.
이에 따라, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 베이스 밴드의 신호를 인체에 바로 전송할 수 있다. 또한, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 인체로부터 베이스 밴드의 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)에 의해 송수신되는 신호는 신호 전송 중 신호의 감쇄가 심할 수 있고, 외부에서 다양한 주파수의 노이즈가 유입될 수 있다.
인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 인체로부터 외부 신호(SIG_O)를 수신할 수 있다. 외부 신호(SIG_O)는 온-칩 협대역 증폭 회로(200) 및 제어 회로(400)로 입력될 수 있다. 이때, 외부 신호(SIG_O)는 베이스 밴드의 신호일 수 있다.
온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 외부 신호(SIG_O)를 필터링하고 증폭하여 증폭 신호(SIG_A)를 출력할 수 있다. 프로세서(300)는 증폭 신호(SIG_A)를 수신하고 처리할 수 있다. 제어 회로(400)는 외부 신호(SIG_O)를 수신하고 외부 신호(SIG_O)의 주파수 대역에 기초하여 온-칩 협대역 증폭 회로(200)를 제어하기 위한 제어 신호(Ctrl)를 생성할 수 있다.
도 3은 본 개시의 실시 예에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 제1 내지 제n(n은 2이상의 정수) 증폭부들(210~2n0)을 포함할 수 있다. 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 외부 신호(SIG_O)를 수신하고, 외부 신호(SIG_O)의 유효한 정보를 추출하고 증폭하여 증폭 신호(SIG_A)를 출력할 수 있다.
제1 내지 제n 증폭부(210~2n0)들은 직렬로 연결될 수 있다. 제1 내지 제n 증폭부(210~2n0)들 각각은 밴드 패스 필터(band pass filter) 기능이 구현된 증폭기로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제n 증폭부(210~2n0)들은 서로 다른 주파수 통과 대역폭(이하에서, 대역폭이라고 지칭한다.)을 갖는 밴드 패스 필터로써 동작할 수 있다. 즉, 본 개시의 실시 예에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 멀티-스테이지(multi-stage)로 구성된 제1 내지 제n 증폭부들(도 1의 210~2n0)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 증폭부(210)는 외부 신호(SIG_O)를 밴드 패스 필터링하여 제1 필터 신호(S1)를 출력할 수 있다. 제1 필터 신호(S1)는 제1 증폭부(210)와 연결된 제2 증폭부(220)로 입력될 수 있다. 제2 증폭부(220)는 제1 필터 신호(S1)를 밴드 패스 필터링 하여 제2 필터 신호(S2)를 생성하고, 연결된 제3 증폭부(미도시)로 출력할 수 있고, 제n 증폭부는 제n-1 필터 신호(Sn-1)를 밴드 패스 필터링하여 증폭 신호(SIG_A)를 생성하고 외부로 출력할 수 있다. 이때, 증폭 신호(SIG_A)는 외부 신호(SIG_O)의 유효한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 온-칩 협대역 증폭회로(200)는 입력단에 위치한 제1 증폭부(210)에서 출력단에 위치한 제n 증폭부(2n0)로 이동할수록, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각의 대역폭이 좁아지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 증폭부의 대역폭은 제1 증폭부의 대역폭보다 좁게 구성되고, 제3 증폭부의 대역폭은 제2 증폭부의 대역폭보다 좁게 구성될 수 있다.
대역폭이 좁아지는 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0)이 직렬로 연결됨에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 협대역의 밴드 패스 필터 기능을 갖는 증폭 회로로써 동작할 수 있다.
또한, 온-칩 협대역 증폭회로(200)는 입력단에 위치한 제1 증폭부(210)에서 출력단에 위치한 제n 증폭부(2n0)로 이동할수록, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각의 증폭도가 증가하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 증폭부(220)의 증폭도는 제1 증폭부(210)의 증폭도보다 높게 구성되고, 제3 증폭부의 증폭도는 제2 증폭부(220)의 증폭도보다 높게 구성될 수 있다.
증폭도가 증가하는 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0)이 직렬로 연결됨에 따라, 유효한 정보를 포함하고 작은 크기를 갖는 신호를 프로세서(예를 들어, 도 2의 300)에서 처리 가능한 수준으로 증폭할 수 있다. 또한, 입력 신호의 크기가 작을 때는 유효한 정보를 포함하는 신호 및 노이즈가 포화되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 송신단에서 송신 신호의 파워를 증가시키지 않고 무선 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 적은 전력을 소모할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각은 다른 소자들에 비해서 상대적으로 면적을 많이 차지하는 인덕터 소자를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 적은 면적을 갖고 온-칩 형태로 구현될 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로(200)를 이용하여 저전력, 저면적의 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)을 구현할 수 있다.
일 실시 예에서, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 제어 회로(400)로부터 제어 신호(Ctrl)를 수신할 수 있다. 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 제어 신호(Ctrl)에 기초하여, 제1 내지 제n 증폭부(210~2n0)들 각각의 대역폭을 조절할 수 있다. 이에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 가변 주파수를 기반으로 하는 외부 신호(SIG_O)를 선택적으로 수신할 수 있도록 구현될 수 있다. 제1 내지 제n 증폭부(210~2n0)들 각각의 대역폭을 조절하는 동작에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
도 4는 도 3의 증폭부의 일 예시를 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 증폭부(210)는 입력 바이어스 회로(20) 및 증폭단(30)을 포함할 수 있다. 입력 바이어스 회로(20)와 증폭단(30)은 직렬로 연결될 수 있다. 설명의 편의 및 도면의 간결성을 위해 도 4는 제1 증폭부(210)를 도시한다. 그러나, 제2 내지 제n 증폭부(220~2n0)들 각각은 제1 증폭부(210)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
입력 바이어스 회로(20)는 입력 신호(SI)를 수신할 수 있다. 입력 바이어스 회로(20)는 하이 패스 필터(high pass filter)의 특성을 가질 수 있다. 이에 따라, 입력 바이어스 회로(20)는 입력 신호(SI)에 대해서 특정 주파수 이상의 신호만을 증폭할 수 있고, 특정 주파수 이하의 신호를 제거할 수 있다.
입력 바이어스 회로(20)는 입력 신호(SI)를 하이 패스 필터링하여 바이어스 신호(SB)를 생성할 수 있다. 바이어스 신호(SB)는 입력 바이어스 회로(20)와 연결된 증폭단(30)으로 입력될 수 있다. 예를 들어, 제1 증폭부(210)의 입력 바이어스 회로(20)는 입력 신호(SI)로써 외부 신호(SIG_O)를 수신할 수 있다.
증폭단(30)은 입력 바이어스 회로(20)로부터 바이어스 신호(SB)를 수신할 수 있다. 증폭단(30)은 로우 패스 필터(low pass filter)의 특성을 갖고, 바이어스 신호(SB)를 증폭할 수 있다. 이에 따라, 증폭단(30)은 바이어스 신호(SB)에 대해서 특정 주파수 이하의 신호만을 증폭하고, 특정 주파수 이상의 신호를 제거하여 출력 신호(SO)를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 증폭부(210)에 포함되는 증폭단(30)에 의해 생성된 출력 신호(SO)는 제1 필터 신호(S1)일 수 있다. 제1 필터 신호(S1)는 제1 증폭부(210)의 증폭단(30)과 직렬로 연결된 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)로 입력될 수 있다. 즉, 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)는 입력 신호(SI)로써 제1 필터 신호(S1)를 수신할 수 있다.
다시 말해, 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)는 입력 신호(SI)로써 제1 필터 신호(S1)를 수신할 수 있다. 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)는 제1 필터 신호(S1)에 기초하여 바이어스 신호(SB)를 생성할 수 있다. 제2 증폭부(220)의 증폭단(30)은 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)에 의해서 생성된 바이어스 신호(SB)에 기초하여 출력 신호(SO)를 생성할 수 있다. 이때, 출력 신호(SO)는 제2 필터 신호(S2)일 수 있다. 제n 증폭부(2n0)의 입력 바이어스 회로는 입력 신호(SI)로써, 제n-1 필터 신호(Sn-1)를 수신하고, 바이어스 신호(SB)를 생성할 수 있다. 제n 증폭부(2n0)의 증폭단(30)은 제n 증폭부(2n0)의 입력 바이어스 회로에 의해서 생성된 바이어스 신호(SB)에 기초하여 출력 신호(SO)를 생성할 수 있다. 이때, 출력 신호(SO)는 증폭 신호(SIG_A)일 수 있고, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 증폭 신호(SIG_A)를 외부로 출력할 수 있다.
즉, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각은 하이 패스 필터 특성을 갖는 입력 바이어스 회로(20)와 로우 패스 필터 특성을 갖는 증폭단(30)이 직렬로 연결되어 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 증폭부(210)에 포함되는 증폭단(30)의 차단 주파수(cut-off frequency)는 제1 증폭부(210)에 포함되는 입력 바이어스 회로(20)의 차단 주파수보다 더 높게 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각은 밴드 패스 필터 특성을 갖고 동작할 수 있다.
도 5a는 도 4의 입력 바이어스 회로에 대한 회로도이고, 도 5b는 도 5a의 입력 바이어스 회로의 주파수 응답 특성을 보여주는 그래프이다. 도 5b의 그래프에서 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 신호의 크기를 나타낸다. 도 5a는 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명된다.
도 5a를 참조하면, 도 4의 입력 바이어스 회로(20)는 입력 커패시터(Ci), 제1 입력 저항(Ri1) 및 제2 입력 저항(Ri2)을 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 도 3의 제2 증폭부 내지 제n 증폭부(220~2n0)에 포함되는 입력 바이어스 회로들은 도 5a에 도시된 입력 바이어스 회로(20)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
입력 커패시터(Ci)의 한쪽 단자는 제1 노드(N1)와 연결될 수 있고, 입력 신호(SI)는 입력 커패시터(Ci)의 나머지 단자로 입력될 수 있다. 이에 따라, 입력 커패시터(Ci)는 입력 신호(SI)의 직류(DC) 성분을 제거할 수 있다. 일 실시 예에서, 입력 커패시터(Ci)는 가변 커패시터일 수 있다.
예를 들어, 제1 증폭부(220)에 포함되는 입력 바이어스 회로(20)의 입력 커패시터(Ci)는 입력 신호(SI)로써 외부 신호(SIG_O)를 수신할 수 있다. 제2 증폭부(220)에 포함되는 입력 바이어스 회로(20)의 입력 커패시터(Ci)는 입력 신호(SI)로써 제1 증폭부(210)에 의해서 출력된 제1 필터 신호(S1)를 수신할 수 있다.
제1 입력 저항(Ri1)은 전원 전압(VDD)과 제1 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다. 제2 입력 저항(Ri2)은 제1 노드(N1)와 접지 노드 사이에 연결될 수 있다. 제1 입력 저항(Ri1) 및 제2 입력 저항(Ri2)은 전압분배 바이어스 회로로 구성될 수 있다. 이에 따라, 입력 바이어스 회로(20)는 입력 신호(SI)의 직류 바이어스(DC bias) 전압을 조정할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 입력 저항(Ri1) 및 제2 입력 저항(Ri2)은 가변 저항일 수 있다.
입력 바이어스 회로(20)는 입력 커패시터(Ci), 제1 입력 저항(Ri1) 및 제2 입력 저항(Ri2)에 의해 하이 패스 필터로 동작할 수 있다. 도 5b를 참조하면, 입력 바이어스 회로(20)는 차단 주파수(fc1) 이상의 주파수를 갖는 신호만을 추출하여, 바이어스 신호(SB)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 입력 바이어스 회로(20)의 차단 주파수(fc1)는 입력 커패시터(Ci)의 크기에 반비례할 수 있다.
상술된 바와 같이, 입력 바이어스 회로(20)는 커패시터 및 저항에 비해서 상대적으로 크기가 큰 인덕터 소자를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 도 3의 온-칩 협대역 증폭 회로는 작은 면적을 갖도록 구현될 수 있다.
도 6a는 도 4의 증폭단에 대한 회로도이고, 도 6b는 도 6a의 중폭단의 주파수 응답 특성을 보여주는 그래프이다. 도 6b의 그래프에서 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 신호의 크기를 나타낸다. 도 6a는 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명된다.
도 6a를 참조하면, 증폭단(30)은 제1 증폭 저항(Ra1), 제2 증폭 저항(Ra2), 증폭 커패시터(Ca) 및 증폭기(AMP)를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 도 3의 제2 증폭부 내지 제n 증폭부(220~2n0)에 포함되는 증폭단들은 도 6a에 도시된 증폭단(30)과 동일한 구조를 가질 수 있다.
제1 증폭 저항(Ra1)은 입력 바이어스 회로(20)의 제1 노드(N1)와 증폭단(30)의 제2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 이에 따라, 입력 바이어스 회로(20)에 의해 생성된 바이어스 신호(SB)는 증폭단(30)으로 입력될 수 있다.
제2 증폭 저항(Ra2) 및 증폭 커패시터(Ca)는 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3) 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 증폭 저항(Ra1) 및 제2 증폭 저항(Ra2)은 가변 저항일 수 있고, 증폭 커패시터(Ca)는 가변 커패시터일 수 있다.
증폭기(AMP)는 제1 입력 단자(1) 및 제2 입력 단자(2)를 포함하는 차동 증폭기(differential amplifier)일 수 있다. 제1 입력 단자(1)는 제2 노드(N2)와 연결될 수 있다. 제2 입력 단자(2)는 접지 노드와 연결될 수 있다. 증폭기(AMP)의 출력 단자는 제3 노드(N3)와 연결될 수 있다.
증폭단(30)은 제1 증폭 저항(Ra1), 제2 증폭 저항(Ra2), 증폭 커패시터(Ca) 및 증폭기(AMP)에 의해 로우 패스 필터로 동작할 수 있다. 도 6b를 참조하면, 증폭단(30)은 차단 주파수(fc2) 이하의 주파수를 갖는 신호만을 추출하고, 증폭할 수 있다. 다시 말해, 증폭단(30)은 바이어스 신호(SB)를 로우 패스 필터링하고 증폭하여 출력 신호(SO)를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 증폭부(210)의 증폭단(30)에 의해서 생성된 출력 신호(SO)는 제1 필터 신호(S1)일 수 있고, 제2 증폭부(220)의 증폭단(30)에 의해서 생성된 출력 신호(SO)는 제2 필터 신호(S2)일 수 있고, 제n 증폭부(2n0)의 증폭단(30)에 의해서 생성된 출력 신호(SO)는 증폭 신호(SIG_A)일 수 있다.
예를 들어, 증폭단(30)의 차단 주파수(fc2)는 증폭 커패시터(Ca)의 크기에 반비례할 수 있다. 또한, 증폭단(30)의 증폭도는 제1 증폭 저항(Ra1) 및 제2 증폭 저항(Ra2)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 제1 증폭부(210)의 증폭단(30)의 제3 노드(N3)는 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)에 포함되는 입력 커패시터(Ci)의 한쪽 단자와 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 필터 신호(S1)는 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)에 포함되는 입력 커패시터(Ci)의 한쪽 단자로 입력될 수 있다. 제2 증폭부(220)에 의해 생성되는 제2 필터 신호(S2)는 제3 증폭부(230)의 입력 바이어스 회로(20)에 포함되는 입력 커패시터(Ci)의 한쪽 단자로 입력될 수 있다.
이미 상술된 바와 같이, 증폭단(30)은 커패시터 및 저항에 비해서 상대적으로 크기가 큰 인덕터 소자를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 도 3의 온-칩 협대역 증폭 회로는 작은 면적을 갖도록 구현될 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각의 증폭단(30)에 포함되는 증폭기(AMP)는 차동 증폭기일 수 있다. 이 경우, 증폭단(30)에 의해 생성된 출력 신호(SO)는 공정 미스매치(mismatch)에 의한 미소한 직류 전압(예를 들어, 직류 바이어스 갭(DC bias gap)이라고 지칭할 수 있다)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 증폭부의 출력 신호(SO)는 제1 필터 신호(S1) 이고, 직류 바이어스 갭을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각이 입력 바이어스 회로(20)를 포함하지 않는 경우, 제1 증폭부(210)에 의해서 생성된 제1 필터 신호(S1)에 포함되는 직류 바이어스 갭이 후단의 제2 내지 제n 증폭부(220~2n0)의 증폭단(30)에 의해 증폭될 수 있다. 이에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)의 출력단에서 큰 직류 바이어스 갭이 형성될 수 있다. 출력단에서 형성된 직류 바이어스 갭은 매우 작은 입력 신호를 증폭해야 하는 온-칩 협대역 증폭회로(200)의 동작에 영향을 줄 수 있다.
이에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)가 정상적으로 동작하지 않을 수 있고, 외부 신호(SIG_O)의 유효한 정보를 추출하여 증폭 신호(SIG_A)를 생성할 수 없을 수 있다.
이미 상술된 바와 같이, 본 개시에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각의 증폭단(30)의 앞단에 입력 바이어스 회로(20)가 삽입될 수 있다.
이에 따라, 예를 들어, 제2 증폭부(220)의 입력 바이어스 회로(20)는 제1 필터 신호(S1)에 포함되고, 제1 증폭부(210)의 증폭단(30)에 의해서 생성된 직류 바이어스 갭을 제거할 수 있다. 즉, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각이 입력 바이어스 회로를 포함함에 따라, 공정 미스매치에 의해서 생성된 직류 바이어스 갭이 온-칩 협대역 증폭 회로(200)의 동작에 영향을 미치지 않을 수 있다.
도 7은 도 4의 중폭부의 주파수 응답 특성을 보여주는 그래프이다. 하이 패스 필터 특성을 갖는 입력 바이어스 회로(20)의 차단 주파수(fc1)는 로우 패스 필터 특성을 갖는 증폭단(30)의 차단 주파수(fc2)보다 작을 수 있다.
즉, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각은 증폭단(예를 들어, 212)의 차단 주파수(fc2)에서 입력 바이어스 회로(예를 들어, 211)의 차단 주파수(fc1)를 뺀 값의 대역폭(BW)을 갖는 밴드 패스 필터 특성을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 입력 바이어스 회로(20)의 제1 입력 저항(Ri1) 및 제2 입력 저항(Ri2) 과 증폭단(30)의 제1 증폭 저항(Ra1) 및 제2 증폭 저항(Ra2)은 가변 저항일 수 있다. 또한, 입력 바이어스 회로(20)의 입력 커패시터(Ci) 및 증폭단(30)의 증폭 커패시터(Ca)는 가변 커패시터일 수 있다.
이 경우, 제1 내지 제n 증폭부들(210~2n0) 각각의 저항들(Ri1~Ri2, Ra1~Ra2)의 저항 값 및 입력 커패시터(Ci) 및 증폭 커패시터(Ca)의 커패시턴스 값은 조절될 수 있다. 이에 따라, 증폭부들(210~2N0) 각각의 대역폭(BW)은 조절될 수 있다. 따라서, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 가변 주파수를 기반으로 송신하는 신호를 선택적으로 수신할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)이 외부 신호(SIG_O)로써 저주파 대역의 웨이크 업(wake-up) 신호를 수신할 수 있다. 제어 회로(400)는 외부 신호(SIG_O)의 주파수 대역을 판별하고, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)에 포함되는 복수의 증폭부들 각각의 대역폭을 조절하기 위한 제어 신호(Ctrl)를 생성할 수 있다. 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 제어 신호(Ctrl)에 기초하여 복수의 증폭부들(210~2n0) 각각에 포함되는 소자들의 커패시턴스 값 및 저항 값을 조절할 수 있다. 이에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 저주파 대역을 기반으로 웨이크 업 신호를 수신할 수 있다.
이후 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 온-칩 협대역 증폭 회로(200)에 포함되는 복수의 증폭부들(210~2n0) 각각에 포함되는 소자들의 커패시턴스 값 및 저항 값들을 다시 조절할 수 있다. 이에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 인체 통신 대역을 기반으로 나머지 신호를 수신할 수 있다.
도 8는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 온-칩 협대역 증폭 회로의 각 증폭부에 대한 주파수 응답 특성 변화를 보여주는 그래프들이다. 도 8의 그래프에서 가로축은 주파수 나타내고, 세로축은 신호의 크기를 나타낸다.
도 3, 도 4 및 도 8을 참조하면, 제1 증폭부(210)는 제1 대역폭(BW1)의 밴드 패스 필터 특성을 갖는 증폭기로서 동작할 수 있다. 이에 따라, 제1 증폭부(210)는 외부 신호(SIG_O)의 제1 대역폭(BW1) 범위 내의 신호만을 증폭하여 제1 필터 신호(S1)를 생성할 수 있다. 제2 증폭부(220)는 제2 대역폭(BW2)의 밴드 패스 필터 특성을 갖는 증폭기로서 동작할 수 있다. 이에 따라, 제2 증폭부(220)는 제1 필터 신호(S1)의 제2 대역폭(BW2) 범위 내의 신호만을 증폭하여 제2 필터 신호(S2)를 생성할 수 있다. 제n 증폭부(2n0)는 제n 대역폭(BWN)의 밴드 패스 필터 특성을 갖는 증폭기로서 동작할 수 있다. 이에 따라, 제n 증폭부(2n0)는 제n-1 신호(미도시)의 제n 대역폭(BWn) 범위 내의 신호만을 증폭하여 증폭 신호(SIG_A)를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 대역폭(BW1)을 너무 좁게 설정하는 경우, 외부 신호(SIG_O)에서 유효한 정보를 포함하는 신호가 제거될 수 있다. 또한, 제1 증폭부(210)의 증폭도를 너무 놉게 설정하는 경우, 외부 신호(SIG_O)에서 유효한 정보를 포함하지 않는 신호(예를 들어, 노이즈)가 과도하게 증폭될 수 있다. 이에 따라, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)가 외부 신호(SIG_O)에서 유효한 정보를 포함하는 신호를 올바르게 추출할 수 없을 수 있다.
따라서, 본 개시에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 직렬로 연결된 복수의 증폭부들(210~2n0) 중 초단에 위치하는 증폭부들에 대해서는 좁은 대역폭 및 낮은 증폭도를 갖도록 구성되고, 후단에 위치하는 증폭부들로 이동할수록 넓은 대역폭 및 높은 증폭도를 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 대역폭(BW1)은 제2 대역폭(BW2)보다 좁게 설정되고, 제n 대역폭(BWn)은 제n-1 대역폭(미도시)보다 좁게 설정될 수 있다. 또한, 제1 증폭부(210)의 증폭도는 제2 증폭부(220)의 증폭도보다 낮게 설정되고, 제n-1 증폭부(미도시)의 증폭도는 제n 증폭부(2N0)의 증폭도보다 낮게 설정될 수 있다.
이에 따라, 본 개시에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 협대역의 밴드 패스 필터로서 동작할 수 있으며, 외부에서 유입되는 노이즈에 둔감한 증폭 회로로써 동작할 수 있고, 유효한 정보를 포함하는 신호에 대한 증폭의 크기를 최대화할 수 있다.
도 9은 본 개시의 실시 예에 따른 온-칩 협대역 증폭 회로를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템의 동작 방법의 흐름도이다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 9을 참조하면, S110 단계에서, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 외부 신호(SIG_O)를 수신할 수 있다.
S120 단계에서, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 외부 신호(SIG_O)의 주파수 대역을 판단할 수 있다.
S130 단계에서, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 외부 신호(SIG_O)의 주파수 대역에 기초하여, 온-칩 협대역 증폭 회로(200)의 증폭부(210~2n0)들 각각에 포함되는 입력 바이어스 회로(20) 및 증폭단(30)의 저항 값과 커패시턴스 값을 조절할 수 있다.
S140 단계에서, 인체 채널 기반 무선 통신 시스템(2000)은 외부 신호(SIG_O)를 온-칩 협대역 증폭 회로(200)에 입력할 수 있다. 또한 온-칩 협대역 증폭 회로(200)는 입력된 외부 신호(SIG_O)의 유효한 정보를 추출하여 증폭 신호(SIG_A)를 생성할 수 있다.
상술된 내용은 본 개시를 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 개시는 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 개시는 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 개시의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 안테나
120 : RF 스테이지
130 : IF 스테이지
200 : 온-칩 협대역 증폭 회로
210 : 제1 증폭부
220: 제2 증폭부
2n0 : 제n 증폭부
300 : 프로세서
400 : 제어 회로

Claims (18)

  1. 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 밴드 패스 필터링을 수행하여 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭부; 및
    상기 제1 필터 신호를 수신하고, 상기 제1 필터 신호에 대한 제2 밴드 패스 필터링을 수행하여 제2 필터 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭부를 포함하고,
    상기 제2 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭은 상기 제1 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭보다 좁은 증폭 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부는 인덕터 소자를 포함하지 않는 증폭 회로.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 증폭부는 제1 증폭도로 상기 외부 신호를 증폭하여 상기 제1 필터 신호를 출력하고 상기 제2 증폭부는 제2 증폭도로 상기 제1 필터 신호를 증폭하여 상기 제2 필터 신호를 출력하도록 더 구성되고,
    상기 제2 증폭도는 상기 제1 증폭도보다 높은 증폭 회로.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 증폭부는 상기 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 하이 패스 필터링을 수행하여 제1 바이어스 신호를 출력하도록 구성된 제1 입력 바이어스 회로; 및
    상기 제1 바이어스 신호를 수신하고, 상기 제1 바이어스 신호에 대한 제1 로우 패스 필터링을 수행하여 상기 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭단을 포함하되,
    상기 제1 하이 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 제1 로우 패스 필터링의 차단 주파수보다 작은 증폭 회로.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 입력 바이어스 회로는:
    제1 노드와 연결되고, 상기 외부 신호를 수신하는 입력 커패시터;
    전원 전압과 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 입력 저항 및
    상기 제1 노드와 접지 노드 사이에 연결된 제2 입력 저항을 포함하는 증폭 회로.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 증폭단은:
    상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 증폭 저항;
    상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 병렬로 연결된 제2 증폭 저항 및 증폭 커패시터 및
    상기 제2 노드와 제1 입력 단자가 연결되고, 상기 접지 노드와 제2 입력 단자가 연결되고, 상기 제3 노드와 출력 단자가 연결되는 증폭기를 포함하는 증폭 회로.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 저항 및 상기 제1 및 제2 증폭 저항은 가변 저항이고,
    상기 입력 커패시터 및 상기 증폭 커패시터는 가변 커패시터인 증폭 회로.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 하이 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 입력 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 하는 증폭 회로.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 로우 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 증폭 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 하는 증폭 회로.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 증폭도는 상기 제1 증폭 저항 및 상기 제2 증폭 저항의 저항 값에 기초하여 결정되는 증폭 회로
  11. 외부 신호를 수신하는 증폭 회로 및 상기 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호의 주파수 대역에 기초하여 상기 증폭 회로를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하도록 구성된 제어 회로를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템에 있어서,
    상기 증폭 회로는:
    외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 밴드 패스 필터링을 수행하여 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭부; 및
    상기 제1 필터 신호를 수신하고, 상기 제1 필터 신호에 대한 제2 밴드 패스 필터링을 수행하여 제2 필터 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭부를 포함하고,
    상기 제2 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭은 상기 제1 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭보다 좁은 인체 채널 기반 무선 통신 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부는 인덕터 소자를 포함하지 않는 무선 통신 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 증폭부는 제1 증폭도로 상기 외부 신호를 증폭하여 상기 제1 필터 신호를 출력하고 상기 제2 증폭부는 제2 증폭도로 상기 제1 필터 신호를 증폭하여 상기 제2 필터 신호를 출력하도록 더 구성되고,
    상기 제2 증폭도는 상기 제1 증폭도보다 높은 무선 통신 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 증폭부는 상기 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 하이 패스 필터링을 수행하여 제1 바이어스 신호를 출력하도록 구성된 제1 입력 바이어스 회로; 및
    상기 제1 바이어스 신호를 수신하고, 상기 제1 바이어스 신호에 대한 제1 로우 패스 필터링을 수행하여 상기 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭단을 포함하되,
    상기 제1 하이 패스 필터링의 차단 주파수는 상기 제1 로우 패스 필터링의 차단 주파수보다 작은 무선 통신 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 입력 바이어스 회로는:
    제1 노드와 연결되고, 상기 외부 신호를 수신하는 입력 커패시터;
    전원 전압과 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 입력 저항 및
    상기 제1 노드와 접지 노드 사이에 연결된 제2 입력 저항을 포함하는 무선 통신 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 증폭단은:
    상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 증폭 저항;
    상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 병렬로 연결된 제2 증폭 저항 및 증폭 커패시터 및
    상기 제2 노드와 제1 입력 단자가 연결되고, 상기 접지 노드와 제2 입력 단자가 연결되고, 상기 제3 노드와 출력 단자가 연결되는 증폭기를 포함하는 무선 통신 시스템.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 저항 및 상기 제1 및 제2 증폭 저항은 가변 저항이고, 상기 입력 커패시터 및 상기 증폭 커패시터는 가변 커패시터이고,
    상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 증폭부에 포함되는 가변 저항들의 저항 값 및 가변 커패시터들의 커패시턴스 값을 조절하여 상기 제1 밴드 패스 필터링의 상기 주파수 통과 대역폭을 조절하는 무선 통신 시스템.
  18. 외부 신호를 수신하고, 상기 외부 신호에 대한 제1 밴드 패스 필터링을 수행하여 제1 필터 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭부; 및 상기 제1 필터 신호를 수신하고, 상기 제1 필터 신호에 대한 제2 밴드 패스 필터링을 수행하여 제2 필터 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭부를 포함하는 증폭 회로를 포함하는 인체 채널 기반 무선 통신 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 외부 신호를 수신하는 단계;
    상기 외부 신호의 주파수 대역을 판단하는 단계;
    상기 외부 신호의 주파수 대역에 기초하여, 상기 제1 증폭부 및 상기 제2증폭부들 각각에 포함되는 가변 저항들의 저항 값 및 가변 커패시터들의 커패시턴스 값을 조절하여 상기 제1 밴드 패스 필터링의 상기 주파수 통과 대역폭 및 상기 제2 밴드 패스 필터링의 상기 주파수 통과 대역폭을 조절하는 단계;
    상기 증폭 회로가 상기 외부 신호에 기초하여 상기 증폭 신호를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부는 인덕터 소자를 포함하지 않고, 상기 제2 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭은 상기 제1 밴드 패스 필터링의 주파수 통과 대역폭보다 좁은 인체 채널 기반 무선 통신 시스템의 동작 방법.
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