Abstract
A frequency synthesizer for DAB applications is designed using $0.18{\mu}m$ CMOS process with 1.8V supply. NP-core type is chosen for VCO core to improve low power characteristic and symmetric characteristic of output waveform. VCO range is 1302.34 MHz - 1949.51 MHz using switchable capacitor bank and varactor bank. Varactor biases that improve varactor capacitance characteristics were minimized as two, $K_{vco}$(VCO gain) is maintained using technique of varactor bank switching. Intervals of $K_{vco}$ are maintained adding VCO frequency compensation logic. Each block of VCO and frequency synthesizer designed $0.18{\mu}m$ CMOS process with 1.8V supply is verified by Cadence Spectre, measured VCO consumes 9mA current, and is 39.8% tuning range, total power consumption of the frequency synthesizer is 18mW.
본 논문은 DAB 응용을 위한 주파수 합성기를 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였다. VCO는 NP-core를 사용하여 저전력 특성, 출력 파형의 대칭적 특성을 향상시켰다. 커패시터 뱅크와 버랙터(varactor) 뱅크를 선택적으로 스위칭 하는 기법을 적용하여 1302.34MHz - 1949.51MHz 에서 동작이 가능한 것을 확인하였다. 버랙터 커패시턴스의 선형 특성을 개선하는 버랙터 바이어스 개수를 2개로 최소화 하였고, 버랙터 스위칭 기법으로 $K_{vco}$(VCO 이득)를 일정하게 유지할 수 있었다. 또한, VCO 주파수 보정 회로를 추가하여 VCO 이득의 간격을 일정하게 유지하도록 설계하였다. VCO와 주파수 합성기의 각 블록은 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하여 Cadence Spectre를 이용하여 검증하였고, 측정된 VCO 소모 전류는 9mA, 39.8%의 tuning range, 주파수 합성기 전체의 소모 전력은 18 mW 이다.
