Journal of electromagnetic engineering and science
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제10권1호
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pp.25-27
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2010
This paper presents a gain and phase mismatch calibration technique for an image-reject RF receiver. The gain mismatch is calibrated by directly measuring the output signal amplitudes of two signal paths. The phase mismatch is calibrated by measuring the output amplitude of the final IF output at the image band. The calibration of the gain and phase mismatch is performed at power-up, and the normal operation of the RF receiver does not interfere with the mismatch calibration circuit. To verify the proposed technique, a 2.4-GHz Weaver image-reject receiver with the gain and phase mismatch calibration circuit is implemented in a 0.18-${\mu}m$ CMOS technology. The overall receiver achieves a voltage gain of 45 dB and a noise figure of 4.8 dB. The image rejection ratio(IRR) is improved from 31 dB to 59.76 dB even with 1 dB and $5^{\circ}$ mismatch in gain and phase, respectively.
The solid phase extractant SAN-D2EHPA/TBP containing two extractants of Di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA) and Tri-butyl-phosphate (TBP) was prepared by immobilizing two exractants D2EHPA and TBP in styrene acrylonitrile copolymer (SAN). The prepared SAN-D2EHPA/TBP was characterized by using fourier transform infrared spectrometer (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The solid phase extractant SAN-D2EHPA/TBP was tested for the removal of Cu(II) from aqueous solution. Experiments were carried out as a function of the pH and Cu(II) concentration in the aqueous phase. The equilibrium time was 180 min and equilibrium experiment data obeyed the pseudo-second-order kinetic model. The Langmuir isotherm model represented the experiment data as well. The maximum removal capacity of Cu(II) calculated from Langmuir isotherm model was 3.1 mg/g.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 이동성이 있는 고속 데이터 전송에 적합한 전송 방법으로 널리 알려져 있지만, 위상 잡음과 직교 불균형(IQ imbalance)에 매우 민감한 특성을 보이는 단점이 있다. 그러므로, 본 논문에서는 위상 잡음 특성에 따른 위상 잡음 분산을 계산한 다음, 직교 불균형이 있는 OFDM 시스템의 통신 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 위상 잡음의 분산과 직교 불균형의 크기 변화에 따라 통신 성능이 변화하는 것을 분석하였다. 분석 결과, 진폭 불균형이 ${\varepsilon}$=0.2; 0.3; 0.4이고, 위상 불균형이 ${\phi}=10^0$이고, 위상 잡음의 분산 ${\sigma}^2=0.012$일 때, BER은 $10^{-5}$에서 각각 2.88 dB, 3.61 dB, 4.69 dB의 SNR penalty가 존재한다.
본 논문에서는 다중밴드 직접 변환 수신기를 위한 Octa-Phase 전압 제어 발진기를 제안하였다. Octa-Phase 신호와 저 위상잡음을 얻기 위해 4개의 LC VCO를 직렬 커플링 트랜지스터를 이용해 연결하였다. 멀티 밴드 특성을 얻기 위해 밴드 튜닝 회로가 제안되었다. MOS 스위치가 켜짐/꺼짐에 따라서 주파수 범위는 변화한다. 2개의 veractor를 사용해 VCO의 발진 주파수의 공정상의 오차를 최소화하였다. 본 논문에서는 0.18 um CMOS 공정을 이용해 발진기를 설계하였다. 측정 결과 1.8V 공급전압에 12mA의 전류를 소모하였고, $885MHz^{\sim}1342MHz$ 사이의 범위에서 동작하여 3개의 표준(CDMA 20001x, WCDMA, WiBro)에서의 sub-harmonic 혼합기를 구동시킬 수 있는 동작 범위를 만족시킨다. 측정된 위상잡음은 각각 CDMA 2000 1x 대역에서는 -105dBc@100kHz, WCDMA 대역에서는 -115dBc@1MHz, WiBro 대역에서는 -130dBc@10MHz으로 나타났다.
평면형 마이크로스트립 공진기를 이용한 고주파 발진기의 단점인 위상잡음 특성을 개선하기 위해 본 논문에서는 분리형 링 공진기를 제안하였다. 제안된 공진기를 이용하여 위상잡음 특성 개선 효과를 나타내기 위해 발진기를 설계하여, 5.8GHz 기본 주파수에서 7.22dBm의 출력과 -83.5 dBc@100kHz의 위상잡음 특성을 나타내었다. 이것은 ${\lambda}/4$ 마이크로스트립 공진기를 이용한 발진기와 비교하여 위상잡음 특성이 9.7dB 정도 개선되었다. 다음은 제안된 공진기에 버랙터다이오드를 추가하여 전압제어발진기를 구현하였다. 발진기의 특성은 최소 5.833 GHz에서 최대 5.845 GHz 까지 125 MHz 정도의 튜닝범위를 가지고, -118~-115.5 dBc/Hz@100 KHz의 위상잡음 특성을 갖는다. 본 논문의 발진기는 평면형 구조로 쉬운 작업공정과 소형화 특성 때문에 MIC 또는 MMIC 분야의 설계에 응용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 새로운 동조형태 방법을 사용한 위상고정 루프(PLL : Phase Locked Loop)의 궤환 성질을 이용하여 K-band용 위상고정 hair-pin 공진 발진기 (PLHRO)를 설계 및 제작하였다. 24.42GHz 위상고정 Hair-pin 공진 발진기는 반송주파수로부터 100KHz, 10KHz 떨어진 곳에서 각각 -86.6dBc/Hz, -76.5dBc/Hz의 위상잡음 특성을 나타내었고 출력은 -0.6dBm 이었다. 또한 -23dBc이하의 기본 주파수 억압특성과 -65dBc의 스퓨리어스 잡음 특성을 나타내었다. 완충증폭기를 포함한 24.42GHz 위상고정 hair-pin 공진 발진기는 반송주파수로부터 100KHz, 10KHz 떨어진 곳에서 각각 -77.34dBc/Hz, -72dBc/Hz의 위상잡음 특성을 나타내었고 출력은 5.6dBm이었다.
In this paper, we propose two LC voltage-controlled oscillators (VCOs) that improve both phase noise and tuning range. With both 1/f induced low-frequency noise and low-frequency thermal noise around DC or around harmonics suppressed significantly by the employment of a current-current negative feedback (CCNF) loop, the phase noise in the CCNF LC VCO has been improved by about 10 dB at 6 MHz offset compared to the conventional LC VCO. The phase noise of the CCNF VCO was measured as -112 dBc/Hz at 6 MHz offset from 5.5 GHz carrier frequency. Also, we present a bandwidth-enhanced LC VCO whose tuning range has been increased about 250 % by connecting the varactor to the bases of the cross-coupled pair. The phase noise of the bandwidth-enhanced LC-tank VCO has been improved by about 6 dB at 6 MHz offset compared to the conventional LC VCO. The phase noise reduction has been achieved because the DC-decoupling capacitor Cc prevents the output common-mode level from modulating the varactor bias point, and the signal power increases in the LC-tank resonator. The bandwidth-enhanced LC VCO represents a 12 % bandwidth and phase noise of -108 dBc/Hz at 6 MHz offset.
본 논문에서는 고속 주파수 스위칭 특성을 갖는 디지탈 하이브리드 위상고정루프(DH-PLL: Digital Hybrid Phase-Locked Loops)의 위상잡음을 분석하였다. 기존 위상고정루프에 비하여, 디지탈 하이브리드 위상고정루프는 D/A 변환기에서 발생하는 잡음이 전체 출력위상잡음에 추가되므로 위상잡음이 증가되는 문제점이 있다. 입력기준신호, D/A 변환기, 그리고 전압제어발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)를 주요 잡음원으로 고려하여, 이것에 의한 위상잡음을 해석적으로 분석하였다. 또한 폐루프 대역과 주파수 합성 분주비(hi)에 따른 위상잡음의 변화를 연구하여 디지탈 하이브리드 위상고정루프의 위상잡음을 최소화하는 최적 폐루프 대역을 결정할 수 있다. 또한, 해석적 방법에 의한 분석 결과와 회로 시뮬레이션에 의한 결과가 동일함을 확인하였다.
본 논문에서는 평면형 MMIC 공진기를 이용하여 X대역에서 동작하는 낮은 위상잡음 특성의 HBT 발진기를 설계하였다. 제안한 공진기는 기존의 분포소자를 이용한 헤어핀 공진기 면적의 1/4 수준으로 크기를 소형화를 하였다. 발진기의 측정결과 발진주파수는 8.295 GHz, 출력전력은 4.8 dBm, 위상잡음은 100 kHz 옵셋 주파수에서 -106.8 dBc/Hz와 1 MHz 옵셋 주파수에서 -121.7 dBc/Hz를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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