This work presents the architecture of ATSC Terrestrial/Cable tuner which is highly competitive in the tuner market. Among the various receiver architectures, direct conversion architecture is an optimum solution for low cost.
In addition, this work is focused on designing a mixer which can avoid harmonic mixing. The proposed mixer over-samples RF input and suppress harmonic frequency component by passive switched-capacitor decimation filter. The channel of interest is down-converted by decimation.
많은 나라들이 기존의 아날로그 방송이 디지털 티브이 방송으로 전환하려는 추세이다. 따라서 디지털 티브이의 튜너 시장에서 경쟁력이 있는 지상파 및 케이블 튜너의 구조에 대해서 연구를 진행했다. 다양한 수신기의 구조와 그에 관한 쟁점들을 논의하였으며, 그 중 가격 면에서 가장 유리한 직접변환 구조가 적합하다는 결론을 얻었다.
ATSC 표준의 RF 주파수대역은 광대역 특성을 가지기 때문에 직접변환 구조로 구현할 경우, 국부 발진기의 하모닉 성분과 같은 밴드의 다른 채널이 믹싱되어 원하는 채널과 같은 대역으로 하향 변환된다. 이를 하모닉 믹싱이라고 하며, 이는 전체 시스템의 신호 대 잡음 비를 크게 열화시키기 때문에 직접변환 구조로 수신기를 구성하기 위해서는 반드시 해결되어야 할 문제이다. 하모닉 억제 믹서는 이와 같은 하모닉 믹싱을 피할 수 있는 믹서로, 이제까지 위상이 다른 다수의 국부 발진기 신호가 인가되고 이득이 다른 다수의 믹서의 출력을 중첩시키는 방법을 사용해왔다.
이런 하모닉 억제 믹서와 전혀 다른 구조의 하모닉 억제 믹서를 제안하였다. 제안된 믹서는 RF 신호를 8배 오버샘플링하여, switched-capacitor decimation 필터를 이용해 하모닉 주파수 위치에 있는 다른 채널들을 억제한 후, decimation 과정을 통해 원하는 채널을 하향 변환하는 방법을 이용하였다. 시뮬레이션과 측정결과, 믹서 앞에서 RF 필터가 어느 정도의 필터링을 도와준다고 가정 할 때, ATSC 수신기에 사용하기에 충분함을 확인 할 수 있었다.
제안된 믹서는 극히 작은 면적을 차지하므로 가격 면에서 큰 이점을 가지고 있으며, 트랜지스터를 스위치로만 사용하기 때문에 PVT 변동에 둔감하다. 따라서 실리콘 공정이 scale down 될수록 더 많은 이득을 가지게 될 것이며, 이는 현재의 디지털과 아날로그의 집적화 경향에 부응하는 모습이다.
