Group Delay Time Matched CMOS Microwave Frequency Doubler

In this paper, a frequency doubler using modified time-delay technique is proposed. A voltage controlled delay line (VCDL) in the proposed frequency doubler compensates the group delay time mismatching between input and delayed signal. With the group delay time matching and waveform shaping using the adjustable Schmitt triggers, the unwanted fundamental component($f_0$) and the higher order harmonics such as third and fourth are diminished excellently. In result, only the doubled frequency component($2f_0$) appears dominantly at the output port. The frequency doubler is designed at 1.15 GHz of $f_0$ and fabricated with TSMC $0.18\;{\mu}m$ CMOS process. The measured output power at $2f_0$ is 2.67 dBm when the input power is 0 dBm. The obtained suppression ratio of $f_0,\;3f_0$, and $4f_0$ to $2f_0$ are 43.65, 38.65 and 35.59 dB, respectively.

군지연 시간 정합 CMOS 마이크로파 주파수 체배기

본 논문에서는 변형된 시간 지연 기법을 이용한 마이크로파 2차 주파수 체배기가 제안되었다. 제안된 주파수 체배기에서는 입력 신호와 지연된 신호 사이에 발생하는 군지연 시간 부정합을 전압 제어 지연 선로(VCDL)를 이용하여 보상하였다. 가변 슈미트 트리거를 이용한 군지연 시간 정합과 신호 파형의 성형(waveform shaping)으로 인해 원하지 않는 기본 주파수($f_0$)와 3, 4차 고조파 성분들이 충분히 제거할 수 있었다. 결과적으로 출력 단자에서는 오직 2 체배된 주파수 성분($2f_0$)만이 우세하게 나타난다 제안된 주파수 체배기는 1.15 GHz의 기본 주파수에서 설계되었고 TSMC 0.18 $\mu m$ 공정을 이용하여 제작되었다. 입력 신호 전력을 0 dBm 인가하였을 때, 2차 체배된 출력 주파수 성분의 측정된 전력은 2.57 dBm이었다. 2차 체배된 주파수 성분에 대해 $f_0,\;3f_0$, 그리고 $4f_0$ 성분의 제거율은 각각 43.65, 38.65, 그리고 35.59 dB이다.