A Fully Integrated Low-IF Receiver using Poly Phase Filter for VHF Applications

In this paper we have proposed a new architecture of DQ-IRM(Double-Quadrature Image Rejection Mixer) for image rejection in the low-IF receiver. It consist of a frequency-tunable RF PPF(Poly Phase Filter) and the quadrature mixers. The conventional DQ-IRM generates the quadrature RF signals for the RF wide band at once. But the proposed DQ-IRM with the frequency-tuable RF PPF generates the quadrature RF signals for the narrow band of 2~3 channels bandwidth, which is partitioned from the RF wide band. We designed the CMOS RF tuner for T-DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting) with the proposed 3rd DQ-IRM using a 0.18um CMOS technology and verified the performances of the designed receiver such as the image rejection ratio, the noise figure and the power consumption. The overall NF of the RF tuner is about 1.26 dB and the image reject ratio is about 51 dB. The power consumption is 55.8 mW at 1.8 V supply voltage. The chip area is $3.0{\times}2.5mm^2$.

다중위상필터(Poly Phase Filter)를 이용한 VHF용 Low-IF 수신기 설계

본 논문에서는 RF PPF(Poly Phase Filter)를 이용하는 이미지 제거회로에서 광대역의 모든 RF 신호를 한꺼번에 Quadrature 신호로 변환시키는 기존 구조와 다르게 광대역의 RF 신호를 여러 개의 협대역(Narrow band)으로 세분화시켜 Quadrature 신호로 변환시키는 새로운 구조의 주파수 가변형 협대역 DQ-IRM(Double-Quadrature Image Rejection Mixer) 구조를 제안하였다. 기저대역에서 선택한 채널과 그 인접 2-3개 채널이 포함된 협대역 RF 신호만을 선택적으로 Quadrature 신호로 변환시키는 이 구조는 RF PPF의 차수를 줄일 수 있기 때문에 낮은 경로손실 특성과 높은 이미지제거 성능을 동시에 구현이 가능하다. 제안한 DQ-IRM를 이용하여 지상파 디지털멀티미디어방송(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, T-DMB) 수신용 CMOS RF 튜너 칩을 설계하고 그 성능을 검증하였다. 설계된 CMOS RF 튜너 칩은 CMOS 0.18 um 테크놀로지를 이용하였으며, 170-240 MHz 주파수대역에서 약 1.26 dB의 잡음특성과 약 51 dB 이상의 이미지제거 성능을 얻었다. 설계된 칩 사이즈는 $3.0{\times}1.8mm2$이며, 총 소모전력은 동작전압 1.8 V에서 55.8 mW이다.