Wideband CMOS Voltage-Controlled Oscillator(VCO) for Multi-mode Vehicular Terminal

융복합 차량 수신기를 위한 광대역 전압제어 발진기

Reconfigurable RF one-chip solutions have been researched with the objective of designing for smaller-sized and more economical RF transceiver and it can be applied to a vehicular wireless terminal. The proposed voltage-controlled oscillator satisfies the targeted frequency range ($4.2{\sim}5.4\;GHz$) and the frequency planning which correspond to the standards such as CDMA(IS-95), PCS, GSM850, EGSM, WCDMA, WLAN, Bluetooth, WiBro, S-DMB, DSRC, GPS, and DVB-H/DMB-H/L(L Band). In order to improve phase noise performance, PMOS is adopted in the cross-coupled pair, the tail current source and MOS varactor in this VCO and differential-typed switching is proposed in capacitor array. Based on the measurement results, a total power dissipation is $5.3{\sim}6.0\;mW$ at 1.8 V power supply voltage. The oscillator is tuned from 4.05 to 5.62 GHz; The tuning range is 33%. The phase noise is -117.16 dBc/Hz at 1 MHz offset frequency and the FOM (Figure Of Merit) is $-180.84{\sim}-180.5$.

RF 송수신기 설계 분야에서 활발하게 연구하고 있는 융복합 단일칩 설계 기술은 차내 무선망을 위한 차량 무선 단말기에도 적용 가능하며, 이의 실현을 통하여 좀 더 경제적이고 소형화된 차내 융복합 시스템을 구현할 수 있다. 제안된 광대역 전압제어 발진기는 차내 무선망에 사용할 수 있는 표준인 CDMA, PCS, GSM850, 끌림, WCDMA, WLAN, Bluetooth, WiBro, S-DMB, DSRC, GPS, DVB-H/DMB-T/H(L Band) 등의 주파수 대역을 만족시킬 수 있도록 제안된 frequency planning을 따른다. 또한, cross-coupled된 트랜지스터 한 쌍과 MOS varactor에 PMOS를 채택함과 동시에, capacitor array에서는 differential 스위칭을 사용함으로써 위상잡음을 개선하였다. 측정결과, $5.3{\sim}6.0\;mW$의 전력을 소모하며, 주파수 대역은 $4.05{\sim}5.62\;GHz$ (33%의 tuning range)이고 위상잡음은 1 MHz의 offset 주파수에서 -117.16 dBc/Hz이며 이때 figure of merit (FOM)은 $180.5{\sim}180.8$이다.