Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Design of DVB-T/H SiP using IC-embedded PCB Process

IC-임베디드 PCB 공정을 사용한 DVB-T/H SiP 설계

  • 이태헌 (숭실대학교 전자공학과) ;
  • 이장훈 (숭실대학교 전자공학과) ;
  • 윤영민 (숭실대학교 전자공학과) ;
  • 최석문 (삼성전기(주)) ;
  • 김창균 (숭실대학교 전자공학과) ;
  • 송인채 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 김부균 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 위재경 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Received : 2010.05.29
  • Published : 2010.09.25
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Abstract

This paper reports the fabrication of a DVB-T/H System in Package (SiP) that is able to receive and process the DVB-T/H signal. The DVB-T/H is the European telecommunication standard for Digital Video Broadcasting (DVB). An IC-embedded Printed Circuit Board (PCB) process, interpose a chip between PCB layers, has applied to the DVB-T/H SiP. The chip inserted in DVB-T/H SiP is the System on Chip (SoC) for mobile TV. It is comprised of a RF block for DVB-T/H RF signal and a digital block to convert received signal to digital signal for an application processor. To operate the DVB-T/H IC, a 3MHz DC-DC converter and LDO are on the DVB-T/H SiP. And a 38.4MHz crystal is used as a clock source. The fabricated DVB-T/H SiP form 4 layers which size is $8mm{\times}8mm$. The DVB-T/H IC is located between 2nd and 3rd layer. According to the result of simulation, the RF signal sensitivity is improved since the layout modification of the ground plane and via. And we confirmed the adjustment of LC value on power transmission is necessary to turn down the noise level in a SiP. Although the size of a DVB-T/H SiP is decreased over 70% than reference module, the power consumption and efficiency is on a par with reference module. The average power consumption is 297mW and the efficiency is 87%. But, the RF signal sensitivity is declined by average 3.8dB. This is caused by the decrease of the RF signal sensitivity which is 2.8dB, because of the noise from the DC-DC converter.

본 논문에서는 유럽에서 사용되는 이동형 디지털 방송인 DVB-T/H 신호를 수신 및 신호처리 가능한 DVB-T/H SiP를 제작하였다. DVB-T/H SiP는 칩이 PCB 내부에 삽입될 수 있는 IC-임베디드 PCB 공정을 적용하여 설계되었다. DVB-T/H SiP에 삽입된 DVB-T/H IC는 신호를 수신하는 RF 칩과 어플리케이션 프로세서에서 활용할 수 있도록 수신된 신호를 변환하는 디지털 칩 2개를 원칩화한 모바일 TV용 SoC 이다. SiP 에는 DVB-T/H IC를 동작하기 위해 클럭소스로써 38.4MHz의 크리스탈을 이용하고, 전원공급을 위해 3MHz로 동작하는 DC-DC Converter와 LDO를 사용하였다. 제작된 DVB-T/H SiP는 $8mm{\times}8mm$ 의 4 Layer로 구성되었으며, IC-임베디드 PCB 기술을 사용하여 DVB-T/H IC는 2층과 3층에 배치시켰다. 시뮬레이션 결과 Ground Plane과 비아의 확보로 RF 신호선의 감도가 개선되었으며 SiP로 제작하는 경우에 Power 전달선에 존재하는 캐패시터와 인덕터의 조정이 필수적임을 확인하였다. 제작된 DVB-T/H SiP의 전력 소모는 평균 297mW이며 전력 효율은 87%로써 기존 모듈과 동등한 수준으로 구현되었고, 크기는 기존 모듈과 비교하여 70% 이상 감소하였다. 그러나 기존 모듈 대비평균 3.8dB의 수신 감도 하락이 나타났다. 이는 SiP에 존재하는 DC-DC Converter의 노이즈로 인한 2.8dB의 신호 감도 저하에 기인한 것이다.

Keywords

References

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