본 논문에서는 ADSL 모뎀용 아날로그 Front-end 단에 사용되는 Rx과 Tx단의 연속시간 Gm-C 고역 및 저역 통과 필터를 설계하였다. 설계된 Tx의 아날로그 저역 통과 필터는 차단 주파수, 138kHz의 3차 Elliptic 함수를 이용하였고, Rx에서는 138kHz의 3차 Butterworth 고역 필터와 1.1MHz의 3차 Butterworth 저역 필터를 이용하여 설계하였다. 설계된 모든 필터는 주파수와 이득의 튜닝을 용이하게 하고 잡음특성에 유리한 연속시간 Gm-C 실현 법을 이용하여 구현하였다. Gm-C 실현 법을 이용하기 위하여 선형 특성이 개선된 Gm-C 적분기를 새롭게 설계하여 이용하였다. 설계에 활용된 파라미터는 IDEC에서 제공한 아남의 $0.25{\mu}m$ CMOS 1-poly, 5-metal 공정 파라미터를 이용하였으며, 2.5V의 저전압으로써 회로로 구성하였고 HSPICE를 이용하여 검증하였다.
아날로그 필터는 각종 시스템의 특히 입출력단에서 신호의 선택적 분리 및 잡음 특성을 개선하는 것으로 필수적인 구성체 이다. 아날로그 필터에는 여러 가지의 형태가 있으나 집적화가 가능하고 높은 주파수 영역에서도 사용이 가능한 Gm-C필터가 많이 연구되고 시스템에서 구현되어 지고 있다. 본 논문에서는 저주파에서 수백 MHz의 주파수 영역에서 동작이 가능한 아날로그 IC 필터인 Gm-C 필터의 새로운 튜닝구조를 제한 하였다.
전압제어 트랜스컨덕터를 설계하여 튜닝범 위가 넓은 Gm-C 대역통과 필터를 CMOS 공정으로 설계하였다 Gm-C 필터는 트랜스컨덕터와 캐패시터로 구성된 적분기를 기본으로 구현되고 있다. 따라서 트랜스 컨덕터는 출력단에 캐패시터를 연결하였을 때 이상적인적인 적분기의 특성에 가까울수록 필터의 특성이 좋아지고 PLL 구조의 튜닝이 용이해진다. 본 논문에서는 1:3이상의 범위에서 튜닝이 가능하고 PLL을 기본으로한 자동튜닝과 선형전압 튜닝을 조합하여 주파수 제어회로를 설계하였다.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2014.10a
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pp.275-277
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2014
본 논문에서는 다양한 주파수 튜닝이 가능한 직접변환방식을 이용한 Gm-C 능동필터 회로를 설계하였다. 설계된 필터는 집적회로를 튜닝하여 요구되는 기준주파수 및 대역폭과 이득을 만족시킬 수 있다. 필터에 사용된 OTA회로는 전달 트랜스컨덕턴스 값을 외부전압으로 제어할 수 있도록 설계하여 다양한 주파수대역에서 사용할 수 있다는 장점을 가진다. 설계된 필터는 ripple 전압을 최소화 하고 이득 값을 높일 수 있는 Elliptic 필터를 사용하였다. 집적화를 위하여 수동필터를 능동필터로 변환할 수 Gyrator 방식을 이용하였다. HSPICE 시뮬레이션 결과, 외부전압을 1.0V~1.9V까지 변화를 주었을 때 1.4MHz ~ 2.8MHz의 차단주파수의 조정이 가능하였고 소비전력은 4.5mW~20mW임을 측정하였다.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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v.46
no.1
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pp.92-97
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2009
Low power consumption is crucial for medical implantable devices. A low-power 4th-order band-pass Gm-C filter with distributed gain stage for the sensing stage of the implantable cardiac pacemaker is proposed. For the implementation of large-time constants, a floating-gate operational transconductance amplifier with current division is employed. Experimental results for the filter have shown a SFDR of 50 dB. The power consumption is below $1.8{\mu}W$, the power supply is 1.5 V, and the core area is $2.4\;mm{\times}1.3\;mm$. The filter was fabricated in a 1-poly 4-metal $0.35-{\mu}m$ CMOS process.
가변 이득 및 차단주파수 특성을 가지는 5차 CMOS Gm-C 필터를 설계하였다. 설계된 필터는 CMOS 차동 트랜스컨덕터들로 구성하였으며 트랜스컨덕터들은 각각 전압 조정에 의하여 트랜스컨덕턴스 값이 변환되도록 설계하였다. 가변 차단주파수 특성은 외부잡음으로 발생할 수 있는 필터 차단주파수의 변형을 보상할 수 있고 한 개의 필터로써 다중대역 수신 단에 적용할 수 있도록 하고자 하였다. HSPICE 시뮬레이션 결과, 1.5MHz$\sim$3.5MHz의 차단주파수의 조정이 가능하였고 이득은 -2.8dB$\sim$2.6dB으로의 조정이 가능하였다.
The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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v.15
no.5
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pp.201-206
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2015
A new electronically stopband tunable filter is proposed with three-input single-output using Operational Transconductance Amplifier (OTA) in this paper. The proposed filter provides band pass, low pass and high pass multifunctional responses. Centre frequency ($f_c$) and quality factor (Q) of the realized filters could independently tuned without disturbing each other. Various network sensitivity and non-ideal characteristic analysis are done to check the sensitivity and parasitic effect of different circuit parameters. The CMOS realization of filter is done with 1.8V-0.18um process parameters and HSPICE simulation results are presented to assert the presented theory.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.10
no.7
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pp.1526-1531
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2009
This paper describes the design of a 5th order Elliptic CMOS Gm-C low-voltage filter for the RFID reader IC. The designed filter is composed of CMOS differential transconductors by parallel gain circuits to improve the gain of the conventional self-biased differential amplifier. The filter is designed to operate in low-voltage 1.8V to meet the specification of the RFID reader filter. The results of HSPICE simulation using 1.8V-0.18${\mu}m$CMOS processing parameter showed that the designed 5th order Elliptic low-pass filter satisfied the cutoff frequency of 1.35MHz given by the design specification.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics C
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v.36C
no.11
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pp.29-34
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1999
In this paper, a current comparative frequency automatic tuning circuit for the CMOS gm-C bandpass filters are designed with the new architecture. And also, when the designed circuit is compared to the typical tuning circuit, the designed circuit has very simple architecture that is composed of the current comparator and charge pump and operating in 3V power supply. The proposed tuning circuit automatically compensates the difference between the operating current of the transconductor and the specified reference Current. Using CMOS 0.8um parameter a biquad gm-C bandpass filter with center frequency($f_\circ$=60MHz) is designed, and according to the transistor size the variation of the center frequency is simulated. As the HSPICE simulation results, the tuning operation of the proposed current comparative frequency automatic tuning circuit is verified.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.23
no.4
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pp.267-272
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2010
In this paper, a Gm-C LPF utilizing common-mode feedforward (CMFF) CMOS inverter type operational transconductance amplifier (OTA) has been designed and verified by circuit simulations. The CMFF CMOS inverter OTA was optimized for wide input linearity and low current consumption using a standard 0.18 ${\mu}m$ CMOS process; gm of 100 ${\mu}S$ and current of 100 ${\mu}A$ at supplied voltage of 1.3 V. Using this optimized CMFF CMOS inverter type OTA, an elliptic 5th order Gm-C LPF for GPS specifications was designed. Gain and frequency tuning of the LPF was done by changing the internal supply voltages. The designed Gm-C LPF gave pass-band ripple of 1.6 dB, stop-band attenuation of 60.8 dB, current consumption of 0.60 mA at supply voltage of 1.2 V. The gain and frequency characteristics of designed Gm-C LPF was unchanged even though the input common-mode voltage is varied.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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