Design of a CMOS Base-Band Analog Receiver for Wireless Home Network

무선 홈 네트워크용 CMOS 베이스밴드 아날로그 수신단의 설계

  • 최기원 (동국대학교 반도체과학과) ;
  • 송민규 (동국대학교 반도체과학과)
  • Published : 2003.02.01

Abstract

In this paper, a CMOS baseband analog receiver for wireless home network is discussed. It is composed of a Gilbert type mixer, an Elliptic 6th order 1ow pass filter, and a 6-bit A/D converter. The main role of the mixer is generating a mixed analog signal between the 200MHz output signal of CMOS RF stage and the 199MHz local oscillator. After the undesired high frequency component of the mixed signal comes out. Finally, the analog signal is converted into digital code at the 6-bit A/D converter, The proposed receiver is fabricated with 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ 1-poly 5-metal CMOS technology, and the chip area is 200${\mu}{\textrm}{m}$ X1400${\mu}{\textrm}{m}$. the receiver consumes 130㎽ at 2.5V power supply.

본 논문에서는 CMOS로 구현된 무선 홈 네트워크용 Base-Band Analog 수신단을 제안하였다. 제안된 수신단은 길버트 셀 형태의 믹서, Gm-C 형태의 Elliptic 6차 저역통과 필터, 그리고 6-bit A/D 변환기로 구성되어 있다. 제안한 수신단은 CMOS RF 단을 거친 작은 전력의 200㎒의 아날로그 신호와 PLL에서 나오는 큰 전력의 199㎒ 국부 발진 신호가 믹서에 인가되어 Base Band 신호를 생성해 낸다 이 신호는 낮은 주파수로부터 높은 주파수가지 분포되어 있는데 저역통과 필터를 거쳐 1㎒의 Base-Band 신호만을 추출해낸다. 이 1㎒의 신호는 다시 6-bit A/D 변환기를 거쳐 6-bit 디지털 code를 생성하여 DSP(Digital Signal Processing) 블록과 연결된다. 제작된 수신단은 0.25㎛ 1-poly 5-metal n-well CMOS 공정으로 제작되었으므로 유효 칩 면적은 200㎛ × 1400㎛ 이고, 2.5V의 전원전압에서 130㎽ 전력 소모를 나타내었다.

Keywords

References

  1. David A. Johns and Ken Martin, 'Analog Integrated Circuit Design', John Wiley & Sons Inc., 1997
  2. Thomas H. Lee 'The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits', Cambridge, 1998
  3. Behzad Razavi, 'RF Microelectronics', Prentice Hall PTR, 1998
  4. 이승훈, 김범섭, 송민규, 최중호 공저, 'CMOS 아날로그 / 혼성모드 집적시스템 설계(상)
  5. 이승훈, 김범섭, 송민규, 최중호 공저, 'CMOS 아날로그 / 혼성모드 집적시스템 설계(하)
  6. 박홍준, 'CMOS 아날로그 집적회로 설계(상)', 시그마프레스, 1999
  7. Abdellatif Bellaouar and Mohamed I. Elmasry, 'Low-Power Digital Design Circuits and Systems', Kluwer Academic Publishers, 1995
  8. 김진화, 'DVD의 PRML용 6-bit 500MSPS CMOS A/D 변환기이 설계', 석사 학위 논문
  9. 박송배, '애널로그 필터의 설계', 흥릉과학출판사