Baseband active filter and variable gain amplifier design for integrated RF receivers

Abstract

Bu çalışmada tümdevre radyo alıcılarının temelband katı için akım modlu çalışan bir devre mimarisi önerilmiştir. Tümdevre radyo alıcılarında yüksek kalite faktörlü ayrık elemanlar kullanılamadığından ilgilenilen frekans bandı içerisindeki bütün işaretler herhangi bir süçgeçten geçmeksizin temelbanda indirilmektedir. Bu durum büyük genlikli istenmeyen işaretlerin küçük genlikli arzu edilen işaret ile yan yana bulunmasına yol açar. Bu yüzden tümdevre radyo alıcılarının temelband katının dinamik aralık gereksinmelerini sağlamak oldukça güçtür. Bu çalışmadaki temel fikir akım işareti işlemenin, düşük besleme gerilimlerinde yüksek dinamik aralık gibi, bütün faydalarım temelband katında kullanmaktır. Bu amaçla, lineer bir akım-gerilim dönüştürme işlemi sırasında bir miktar süzgeçleme de yapabilecek bir kat oluşturmaya yoğunlaştık. Önerilen gerilimden akıma alçak geçiren süzgeç temelband mimarisinin ilk katım oluşturmaktadır. Bu süzgeç çarpıcı çıkışından aldığı gerilim işaretini akıma dönüştürür ve alçak geçiren karakteristiğine sahiptir. Akım işaretlerini toplamadaki kolaylık ayrıca bize değişken kazançlı kuvvetlendirici ile alçak geçiren süzgeci birleştirme imkanı vermiştir. Sonuçta elde edilen süzgeç yapısı gerilim işaretini akıma çevirmekte ve hem değişken kazanç sağlamakta hem de alçak geçiren süzgeç görevini görmektedir. İkinci nesil akım taşıyıcı yapısı kolay uygulanabilir ve hem akım işleme hem de gerilim işlemede kullanışlı olduğu için önerilen süzgeç yapısında kullanılmaktadır. Elde edilen benzetim sonuçlan beklenildiği gibidir.

In this study we proposed a current-mode baseband architecture for integrated RF receivers. As the high-Q discrete components are not available in integrated RF receivers, all the in-band signals are downconverted to baseband without any filtering. This results large adjacent blockers next to weak desired signal. Therefore the dynamic range requirements of baseband circuits for integrated RF receivers are challenging. The main idea of this study is to use all the benefits, such as high dynamic range at reduced voltage supply levels, of current signal processing at the baseband circuitry. For this purpose, we focused our attention on a linear voltage-to-current conversion stage that also provides some filtering. The proposed transadmittance lowpass filter forms the input stage of our baseband architecture. This filter converts the voltage signal at the mixer output to current signal and has a lowpass characteristic. The simplicity of adding current signals gave us an oppurtunity of merging the variable gain amplifier with lowpass filtering. The resulting filter configuration converts the voltage signal to current and provides lowpass filtering with variable gain. Because a second generation current conveyor (CCII) is a very feasible block and useful in both current and voltage processing, a CCII is used in the proposed filter. The simulation results of the filter is as expected.