A low-power duty controlled received signal strength indicator (RSSI) is implemented for human body communication (HBC) in 0.18-$\mu$m CMOS technology with 1.5-V supply. It has 3 key features; 1) current reusing RSSI (CR-RSSI) with replica bias circuit and calibration unit, 2) duty controller and 3) reconfigurable gm-boosting LNA. The CR-RSSI utilizes amplifier-rectifier-cell (AR-cell) to reduce the power consumption of RSSI to only 540-$\mu$W with 1.7-dB accuracy in 80-dB dynamic range. Replica bias circuit and calibration unit are integrated with AR-cell to improve reliability of CR-RSSI. To further reduce the power consumption, duty controller and reconfigurable gm-boosting LNA (Low noise amplifier) are adopted. CR-RSSI can save 55% of power compared to the previous work, and duty controller can reduce 70% of average power. Ac-cording to input signal strength, the reconfigurable gm-boosting LNA is adaptively configured to save 62% of LNA power consumption. As a results, 70% of total power can be saved compared to the previous work. This work is the lowest power consuming RSSI with wide input dynamic range.
인체통신을 용 저전력 송수신기를 위한 입력신호세기 측정기(RSSI)가 새로이 제안되었다. 크게 3가지 특징을 가지고 있다. 1) 전류 재사용 기법을 이용하여 전력 소모를 줄이고 복제 바이어싱 회로와 캘리브레이션 유닛을 통해 신뢰도를 증가시켰다. 2) 듀티 조절을 통해 RSSI자체의 전력 소모를 감소시켰다. 3) 가변구조형 LNA을 제안하여 시스템의 전력 소모를 감소시켰다.
제안된 RSSI는 AR-cell(Amplifier-Rectifier)을 새로이 제안하여 RSSI 자체의 전력소모는 0.54mW로 줄이되 1.7-dB의 정확도를 80dB의 입력신호구간에 대해서 확보하였다. 복제 바이어싱 회로는 AR-cell에 집적되었다. RSSI자체의 전력은 이전 구조에 비하여 55%의 전력을 감소시켰고, 듀티 조절을 통해 평균전력을 70%정도 더 감소시킬 수 있었다. 추가적으로 LNA의 전력을 가변구조로 설계하여 일반 구조에 비해 62%의 전력을 절감하여 최종적으로 시스템의 전력소모를 70% 절약할 수 있었다. 이번에 제안된 RSSI는 넓은 입력 다이나믹 범위를 가지는 RSSI중에서 가장 적은 전력소모를 보이고 있다.
