• 제목/요약/키워드: tunable low noise amplifier

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CMOS 능동 인덕터를 이용한 동조가능 저잡음 증폭기의 잡음성능 향상에 관한 연구 (Study on Noise Performance Enhancement of Tunable Low Noise Amplifier Using CMOS Active Inductor)

  • 성영규;윤경식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.897-904
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    • 2011
  • 본 논문에서는 CMOS 능동 인덕터를 이용하여 1.8GHz PCS 대역과 2.4GHz WLAN 대역에서 동조가 가능한 저잡음 증폭기의 새로운 회로구조를 제안하였다. CMOS 능동 인덕터 부하를 이용하는 저잡음 증폭기의 높은 잡음지수를 줄이기 위한 회로구조와 잡음지수를 더욱 감소시키기 위한 잡음상쇄기법을 적용하고 해석하였다. 이 동조가능 저잡음 증폭기를 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정기술로 시뮬레이션을 수행한 결과는 잡음성능이 약 3.4dB 향상된 것을 보여주며, 이는 주로 제안된 새로운 회로구조에 기인한다.

High Performance Millimeter-Wave Image Reject Low-Noise Amplifier Using Inter-stage Tunable Resonators

  • Kim, Jihoon;Kwon, Youngwoo
    • ETRI Journal
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    • 제36권3호
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    • pp.510-513
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    • 2014
  • A Q-band pHEMT image-rejection low-noise amplifier (IR-LNA) is presented using inter-stage tunable resonators. The inter-stage L-C resonators can maximize an image rejection by functioning as inter-stage matching circuits at an operating frequency ($F_{OP}$) and short circuits at an image frequency ($F_{IM}$). In addition, it also brings more wideband image rejection than conventional notch filters. Moreover, tunable varactors in L-C resonators not only compensate for the mismatch of an image frequency induced by the process variation or model error but can also change the image frequency according to a required RF frequency. The implemented pHEMT IR-LNA shows 54.3 dB maximum image rejection ratio (IRR). By changing the varactor bias, the image frequency shifts from 27 GHz to 37 GHz with over 40 dB IRR, a 19.1 dB to 17.6 dB peak gain, and 3.2 dB to 4.3 dB noise figure. To the best of the authors' knowledge, it shows the highest IRR and $F_{IM}/F_{OP}$ of the reported millimeter/quasi-millimeter wave IR-LNAs.

Hybrid 형태의 이중 대역 저잡음 증폭기 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Hybrid Dual Band Low Noise Amplifier)

  • 오재욱;김형석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.264-265
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    • 2007
  • In this paper, we deal with a hybrid dual band low noise amplifier with tunable matching circuits for a Radio Frequency Identification(RFID) reader operating at 433MHz and 912MHz. The tunable matching circuit consists of the microstrip line, SMD component and varactor. Simulation results show that the S21 parameter is 17dB and 7.91dB at 433MHz and 912MHz, respectively. The noise figure is also determined to 3.56dB and 5.58dB at the same frequencies with a power consumption of 19.36mW.

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Tunable 매칭 회로를 적용한 RFID 리더용 Dual Band LNA 설계 (A Design of Dual Band LNA for RFID reader Using Tunable Matching Circuit)

  • 오재욱;임태서;최진규;김형석
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2007년도 학술대회
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    • pp.3-6
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    • 2007
  • In this paper, a hybrid dual band LNA(Low Noise Amplifier) with a tunable matching circuit using varactor is designed for 433MHz and 912MHz RFID reader. The operating frequency is controlled by the bias voltage applied to the varactor. The measured results demonstrate that S21 parameter is 16.01dB and 10.72dB at 433MHz and 912MHz, respectively with a power consumption of 19.36mW. The S11 are -11.88dB and -3.31dB, the S22 are -11.18dB and -15.02dB at the same frequencies. The measured NF (Noise Figure) is 15.96dB and 7.21dB at 433MHz and 912MHz, respectively. The NF had poorer performance than the simulation results. The reason for this discrepancy was thought that the input matching is not performed exactly and a varactor in the input matching circuit degrades the NF characteristics.

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자동 변환 임피던스 매칭 네트워크를 갖는 CMOS FM 수신기 프론트엔드 구현 (Implementation of a CMOS FM RX front-end with an automatic tunable input matching network)

  • 김연보;문현원
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.17-24
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    • 2014
  • 본 논문에서 2개의 다른 특성을 갖는 FM 안테나들을 사용할 수 있도록 자동 변환 매칭 네트워크를 갖는 CMOS FM 수신기 프론트엔드 구조를 제안하였고 이를 65nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 제안된 FM 수신기는 높은 주파수 선택 특성을 갖는 임베디드 안테나를 사용 시 FM 전체 주파수 밴드에서 일정한 수신감도를 유지하기 위해서 저 잡음 증폭기의 입력 매칭 회로의 공진 주파수를 채널 주파수에 따라 가변이 가능하도록 구현하였다. 구현된 FM 프론트엔드의 시뮬레이션 결과는 약 38dB 전압이득, 2.5dB 이하의 잡음 지수 특성, -15.5dBm의 IIP3 선형성 특성을 보이고 1.8V 전원에 3.5mA 전류를 소모한다.

체내 이식 신경 신호 기록 장치를 위한 저전압 저전력 아날로그 Front-End 집적회로 (A Low-Voltage Low-Power Analog Front-End IC for Neural Recording Implant Devices)

  • 차혁규
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권10호
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    • pp.34-39
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    • 2016
  • 본 논문에서는 체내 이식용 신경 신호 기록 장치를 위한 저전압 저전력 아날로그 front-end 집적회로를 설계하였다. 제안된 집적 회로는 1 Hz에서 5 kHz 주파수 대역에 존재하는 신경 신호를 처리하기 위해 저잡음 neural 증폭기와 대역폭 조절이 가능한 능동 bandpass 필터로 구성되어 있다. Neural 증폭기는 우수한 잡음 특성을 위해 source-degenerated folded-cascode 연산증폭기를 기반으로 하여 설계하였고, 능동 필터의 경우 저전력의 current-mirror 연산증폭기를 이용하여 설계하였다. 능동 필터의 high-pass cutoff 주파수는 1 Hz에서 300 Hz까지 제어가 가능하며, low-pass cutoff 주파수는 300 Hz에서 8 kHz까지 제어가 가능하다. 전체 아날로그 front-end 회로는 53.1 dB의 전압 이득 성능과 1 Hz에서 10 kHz 대역에 대해서 $4.68{\mu}Vrms$의 입력 잡음 성능과 3.67의 noise efficiency factor 성능을 보인다. $18-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계를 하였고 1-V 전원에서 $3.2{\mu}W$의 전력 소모 성능을 갖는다. 칩 레이아웃 면적은 $0.19 mm^2$ 이다.

Performances of Erbium-Doped Fiber Amplifier Using 1530nm-Band Pump for Long Wavelength Multichannel Amplification

  • Choi, Bo-Hun;Chu, Moo-Jung;Park, Hyo-Hoon;Lee, Jong-Hyun
    • ETRI Journal
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    • 제23권1호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • The performance of a long wavelength-band erbium-doped fiber amplifier (L-band EDFA) using 1530nm-band pumping has been studied. A 1530nm-band pump source is built using a tunable light source and two C-band EDFAs in cascaded configuration, which is able to deliver a maximum output power of 23dBm. Gain coefficient and noise figure (NF) of the L-band EDFA are measured for pump wavelengths between 1530nm and 1560nm. The gain coefficient with a 1545nm pump is more than twice as large as with a 1480nm pump. It indicates that the L-band EDFA consumes low power. The noise figure of 1530nm pump is 6.36dB at worst, which is 0.75dB higher than that of 1480nm pumped EDFA. The optimum pump wavelength range to obtain high gain and low NF in the 1530nm band appears to be between 1530nm and 1540nm. Gain spectra as a function of a pump wavelength have bandwidth of more than 10nm so that a broadband pump source can be used as 1530nm-band pump. The L-band EDFA is also tested for WDM signals. Flat Gain bandwidth is 32nm from 1571.5 to 1603.5nm within 1dB excursion at input signal of -10dBm/ch. These results demonstrate that 1530nm-band pump can be used as a new efficient pump source for L-band EDFAs.

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3GPP LTE를 위한 다중대역 90nm CMOS 저잡음 증폭기의 설계 (Design of a Multi-Band Low Noise Amplifier for 3GPP LTE Applications in 90nm CMOS)

  • 이성구;신현철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권5호
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    • pp.100-105
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    • 2010
  • 3GPP LTE (3rd Generation Partner Project Long Term Evolution)에 적용할 수 있는 다중대역 저잡음 증폭기를 90 nm RF CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 설계된 다중대역 저잡음 증폭기는 1.85-2.8 GHz 주파수 범위내의 8개 대역으로 분리돼서 동작하며, 다중대역에서의 성능 최적화를 위해 증폭기 입력단에 다중 캐패시터 어레이를 이용하여 대역에 따른 조정이 되도록 하였다. 입력 신호의 변화에 따른 증폭기의 포화를 방지하기 위해 Current Steering을 이용한 바이패스 모드를 구현하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 1.2 V의 공급 전원에서 17 mA를 소모한다. RF 성능은 PLS (Post Layout Simulation)을 통해 검증하였다. 정상상태에서 전력이득은 26 dB, 바이패스모드에서의 전력이득은 0 또는 -6.7 dB를 얻었다. 또한, 잡음지수는 1.78dB, IIP3는 최대 이득 일 때 -12.8 dBm을 가진다.

L 대역 EDFA 특성의 펌프 파장 의존성에 관한 연구 (Investigation of Pump Wavelength Dependence of Long-Wavelength-Band Erbium-Doped Fiber Amplifier using 1530nm-Band Pump)

  • 최보훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.1249-1255
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    • 2008
  • 1530nm 파장 대역이 L밴드 (long-wavelength-band) EDFA(erbium-doped fiber amplifler)를 위한 펌프 파장으로 연구되었다. 이 펌프 광원은 파장 가변 광원과 직렬 연결된 C 밴드 (conventional-band) EDFA로 제작되었다. 이 L밴드 EDFA는 순방향 펌핑 구조를 사용하였다. 1530nm 대역 내에서 1545nm 펌프 파장을 사용하였을 때 0.454B/mW 이득 계수를 얻었는데 이는 기존에 사용되는 1480nm 파장으로 펌핑 하였을 경우보다 2배 이상 높은 수치이다. 1530nm 파장 펌핑의 잡음지수는 가장 좋지 않은 경우가 6.36dB였는데 이는 1480nm 펌핑보다 0.75dB 높은 값이다. 제안된 펌핑 파장을 이용하는 L밴드 EDFA에서 얻은 이 같은 골은 이득 계수는 이 L밴드 EDFA가 전력 소모를 적게 한다는 것을 의미한다.

비냉각 열상장비용 $64\times64$ IRFPA CMOS Readout IC (A $64\times64$ IRFPA CMOS Readout IC for Uncooled Thermal Imaging)

  • 우회구;신경욱;송성해;박재우;윤동한;이상돈;윤태준;강대석;한석룡
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권5호
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    • pp.27-37
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    • 1999
  • 비냉각 열상장비의 핵심 부품으로 사용되는 InfraRed Focal Plane Array(IRFPA)용 CMOS ReadOut IC (ROIC)를 설계하였다. 설계된 ROIC는 64×64 배열의 Barium Strontium Titanate(BST) 적외선 검출기에서 검출되는 신호를 받아 이를 적절히 증폭하고 잡음제거 필터링을 거쳐 pixel 단위로 순차적으로 출력하는 기능을 수행하며, 검출기 소자와의 임피던스 매칭, 저잡음 및 저전력 소모, 검출기 소자의 pitch 등의 사양을 만족하도록 설계되었다. 검출기 소자와 전치 증폭기 사이의 임피던스 매칭을 위해 MOS 다이오드 구조를 기본으로 하는 새로운 회로를 고안하여 적용함으로써 표준 CMOS 공정으로 구현이 가능하도록 하였다. 또한, tunable 저역통과 필터를 채용하여 신호대역 이상의 고주파 잡음이 제거되도록 하였으며, 단위 셀 내부에 클램프 회로를 삽입하여 출력신호의 신호 대 잡음비가 개선되도록 하였다. 64×64 IREPA ROIC는 0.65-㎛ 2P3M (double poly, tripple metal) N-Well CMOS 공정으로 설계되었으며, 트랜지스터, 커패시터 및 저항을 포함하여 약 62,000여개의 소자로 구성되는 코어 부분의 면적은 약 6.3-{{{{ { mm}_{ } }}}}×6.7-{{{{ { mm}_{ } }}}}이다.

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