Quadrature Gm-stage 단을 사용하는 Bluetooth Low Energy용 2.4 GHz 초저전력 수신기 RF 프런트-엔드 (An Ultra-Low-Power 2.4 GHz Receiver RF Front-End Employing a Transconductor-Type Quadrature Generator for Bluetooth Low Energy Applications)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 54권 / 12호 / 95 ~ 100페이지
· 저자명 : 김신영, 권구덕

초록

본 논문에서는 quadrature Gm-stage 단을 사용하는 Bluetooth low energy용 2.4 GHz 초저전력 수신기 RF 프런트-엔드를 제안한다. 제안하는 초저전력 수신기 RF 프런트-엔드는 믹서에서 quadrature Gm-stage 단을 사용하여 quadrature 신호를 생성하고 single-to-differential 변환을 수행한다. 믹서에서 quadrature Gm-stage 단의 사용은 local oscillator (LO) 신호 경로에서 quadrature 신호를 만들어내기 위해 사용하는 divider-by-2나 폴리 페이즈 필터, quadrature 전압 조정 발진기의 사용을 대체함으로써 LO 신호 경로에서 필요한 전력소모를 줄인다. 제안한 quadrature Gm-stage 단은 I/Q 신호의 크기 및 위상 보상회로를 사용하여 2.4 GHz에서 정교한 quadrature 신호를 생성하도록 해준다. 제안한 수신기 RF 프런트-엔드는 65 nm CMOS 공정을 사용하여 설계하였고 1 V의 공급 전압에서 0.9 mA의 전류를 소모하며 36 dB의 변환 이득, 2.1 dB의 잡음지수, 그리고 -21 dBm의 IIP3 성능을 보인다.

영어초록

In this paper, an ultra-low-power 2.4 GHz receiver RF front-end adopting a transconductor-type quadrature generator is presented for Bluetooth low energy applications. The mixer of the proposed RF front-end employs a quadrature Gm-stage which generates quadrature signals and performs single-to-differential conversion. The proposed quadrature Gm-stage in the RF signal path minimizes the power consumption of the LO path because the blocks generating quadrature signals such as a divider-by-2, a poly-phase filter and a quadrature voltage controlled oscillator are not required. The proposed quadrature Gm-stage with the magnitude and phase mismatch compensator generates adequate quadrature signals at 2.4 GHz. The proposed receiver RF front-end, realized in 65 nm CMOS process, achieves a conversion gain of 36 dB, a NF of 2.1 dB, and an IIP3 of -26 dBm while consuming 0.9 mA at supply voltage of 1 V.

참고자료

· 없음