T-DMB 및 mobile-DTV 응용을 위한 주파수 합성기의 설계

Abstract

T-DMB 및 mobile-DTV를 위한 주파수 합성기를 1.8V 0.18㎛ CMOS 공정으로 설계하였다. VCO는 PMOS를 사용하여 위상잡음을 감소시켰고, 인덕터와 캐패시터, 버렉터(varactor)를 선택적으로 스위칭하는 기법을 적용하여 920㎒-2100㎒ 대역에서 동작이 가능한 것을 확인하였다. 버렉터 캐패시턴스의 선형 특성을 개선하는 버렉터 바이어스 개수를 2개로 최소화 하였고, 버렉터 스위칭 기법으로 KVCO(VCO 이득)를 일정하게 유지할 수 있었다. 추가적으로, VCO 이득 보정 회로를 이용해서 VCO 이득을 유지하면서, VCO 이득의 간격을 일정하게 유지하도록 설계하였다. VCO와 PFD, CP, LF는 Cadence Spectre를 이용하여 검증하였고, 분주기는 Spectre와 Matlab Simulink, ModelSim, HSPICE를 이용하여 검증하였다. VCO의 소모 전력은 10mW, 56.3%의 tuning range, 1.58㎓ 출력 주파수에서 -127dBc/Hz @ 1㎒ offset(오프셋)의 잡음 특성을 확인하였다. 주파수 합성기의 전체 소모 전력은 18mW, 주파수 합성기의 고착시간은 약 140㎲이다.