저 잡음 저 전력 CMOS 다중 위상 VCO 설계 (A Design of Low Phase Noise Low Power CMOS Quadrature VCO)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 17권 / 12호 / 39 ~ 45페이지
· 저자명 : 이미영

초록

본 논문에서는 무선 랜 802.11a 표준의 5GHz UNII band에서 동작하는 무선 송수신기의 다중 전압조절 발진기(Quadrature Voltage Controlled Oscillator)를 제안하였다. 또한 직교위상 출력을 스위칭 전류소스의 입력으로 사용한 새로운 구조의 저잡음, 저전력의 quadrature coupled VCO를 제안하였다. 이 구조를 응용하여 전류소스가 분리된 구조나 전류소스를 공통으로 사용하는 등의 다른 회로에 적용하면, 기존의 VCO보다 17dB 개선된 위상잡음 특성을 얻을 수 있다. 특히나 기존의 동위상의 QVCO와 비교하여 간단한 구조로 저 전력으로 동작하도록 설계하였다. 회로의 설계는 TSMC 0.13µm RF CMOS 공정으로 1.2V의 supply 전압을 사용하였다. 측정된 VCO는 4.5~5.6GHz의 주파수에서 동작하는 20%의 큰 튜닝 범위를 갖으며, 1MHz offset에서 -117dBc/Hz 이하의 위상잡음을 얻었다. 제안한 QVCO의 출력 위상 오차는 0.5도 이하를 갖고, 전체 전력 소비는 1.2V에서 5.3 mW을 얻을 수 있었다.

영어초록

This paper proposed Quadrature coupled voltage controlled oscillator for a wireless LAN 802.11a standard transceiver in 5GHz UNII band. And also, low phase noise and low power CMOS QVCO of which ouput of quadrature phase put in input of switching current source has proposed. A new coupling and switched biasing schemes have been proposed for the implementation of a low phase noise LC-tank QVCO. The proposed QVCO implemented in a 0.13mm CMOS technology shows 17dB phase noise improvement over the conventional QVCO while the two QVCOs consume the same power. This concept can be very applicant for other circuits for example, seperation structure of current source, common structure of current source and expected more improved phase noise. The phase noise of the closed loop voltage-controlled oscillator (VCO) has been achieved -117dBc at 1MHz offset from 5.15GHz. The QVCO has had a wide tuning range of 20% from 4.5GHz to 5.6GHz. The phase error between the quadrature outputs has been smaller than 0.5° and the total power consumption has been 5.3mW from 1.2V power supply voltage.

참고자료

· 없음