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アクティブフィルタによる W-CDMA 受信機の歪抑制に関する検討

アクティブフィルタによる W-CDMA 受信機の歪抑制に関する検討. ◎ 金丸正樹， Dong Ta Ngoc Huy ，岡田健一，松澤　昭. 東京工業大学 大学院理工学研究科電子物理工学専攻. 発表内容. 背景 ノッチフィルタによる歪の抑制 シミュレーション結果 まとめ. BPF. BPF. BPF. 背景. 無線通信の普及⇒複数の規格に対応した端末. マルチバンド RF フロントエンドの開発. single-band. ・ LNA,Mixer のマルチバンド化 ・ LNA-Mixer 段間フィルタ除去. SAW filter. LNA.

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アクティブフィルタによる W-CDMA 受信機の歪抑制に関する検討

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  1. アクティブフィルタによるW-CDMA受信機の歪抑制に関する検討アクティブフィルタによるW-CDMA受信機の歪抑制に関する検討 ◎金丸正樹，Dong Ta Ngoc Huy，岡田健一，松澤　昭 東京工業大学 大学院理工学研究科電子物理工学専攻

  2. 発表内容 • 背景 • ノッチフィルタによる歪の抑制 • シミュレーション結果 • まとめ M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  3. BPF BPF BPF 背景 無線通信の普及⇒複数の規格に対応した端末 マルチバンドRFフロントエンドの開発 single-band ・LNA,Mixerのマルチバンド化 ・LNA-Mixer段間フィルタ除去 SAW filter LNA Mixer SAW filter 妨害波 multi-band Multi-band LNA Multi-band Mixer 帯域外妨害波の影響が増大 高い線形性が要求される 妨害波 SAW filter W-CDMAではTx(送信波)リークにより大きな歪が発生する M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  4. ノッチフィルタによるTxリーク除去 ノッチ周波数で 低インピーダンス ノッチフィルタ [1] B. Tenbroek, et al., ISSCC2008 カスコードLNAの接続点にノッチフィルタを付加しTxリークを除去 アクティブQエンハンス回路によりフィルタ特性向上 M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  5. フィルタの非線形性 Qエンハンス回路の 入力ノード電圧vx vinに対して増幅される アクティブQエンハンスを用いているため歪の発生要因となる Q値を良くするほどvxが増大(gp-gn→0 ⇒ vx→∞) 歪増大 M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  6. BPF フィルタによる歪の影響 LNA notch Mixer (A) (B) (C) (A) (B) (C) IM3 IM3 IM3 IM3 f f f CW Tx Rx CW Tx Rx CW Tx Rx ノッチフィルタにおいて発生する3次歪が大きいとTx抑圧による3次歪抑制の効果が十分に得られない ノッチフィルタ挿入時のMixer出力での3次歪の解析 Txリーク除去により3次歪が改善する条件を求める M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  7. Txリーク抑圧の効果 G IIP3 非線形ブロック IM3out = (Pblocker+G)-2(IIP3in-Pblocker) = 3Pblocker+G-2IIP3 = 2PTx+PCW+G-2IIP3 Pblocker=(2PTx+PCW)/3 ノッチフィルタによるTxリーク抑圧により後段で発生する歪を抑制 Txリーク抑圧量Gsup[dB]に対しIM3は2Gsup[dB]抑圧される M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  8. BPF Tｘリーク抑圧による3次歪改善の条件 notch filter Mixer Gsup IIP3n GMix IIP3Mix LNA Pblocker=(2PTx+PCW)/3 Pblocker’=[2(PTx+Gsup)+PCW]/3 ノッチフィルタ:IM3n_out= 2PTx+PCW -2IIP3n+Gsup Mixer:IM3Mix_out= 2(PTx+Gsup)+PCW -2IIP3Mix+GMix • IM3n_out+GMix<IM3Mix_out • IIP3n>IIP3Mix-Gsup/2 ノッチフィルタで発生する3次歪を ミキサで発生する3次歪より小さくしたい 後段(Mixer)のIIP3とTx抑圧量によりフィルタのIIP3の下限が決定する M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  9. シミュレーションによる検証 IM3テスト 45dBm Txリークレベルを掃引 Rx帯域に発生するIM3を観測 M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  10. ノッチフィルタの特性 Gsup=-15,-20dBにおいてIIP3notch<IIP3Mix-Gsup/2 ⇒ノッチフィルタで発生する3次歪が支配的になる M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  11. IM3抑圧特性 Gsup>-10dB以上では抑圧量を 増やしてもIM3抑圧量は増加しない M. Kanemaru, Tokyo Tech.

  12. まとめ • マルチバンド受信機には段間フィルタの除去が必要 →線形性の要求が増大、設計が困難 →オンチップフィルタによる妨害波除去が必要 • ノッチフィルタのQエンハンスによりフィルタの線形性が劣化する ⇒フィルタで発生する歪が支配的となる • Txリーク除去により歪が改善する条件 IIP3n>IIP3Mix-Gsup/2 • 条件を満たさない範囲ではTxリーク抑圧量を増やしてもそれ以上のIM3の改善はされない M. Kanemaru, Tokyo Tech.

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