전력소모 낮고 IF 대비 PCB사이즈 80%까지 감소
MIMO, 빔포밍, Radar Array 등 고밀도 시스템 지원

고 대역 통신 시스템을 만족시키기 위한 데이터 속도 및 대역폭 요구가 커지면서, 빠른 RF 샘플링에 대한 관심도 높아지고 있다.

문제는 빠르고 왜곡 없는 RF 샘플링을 위해서는 많은 장애를 극복해야 한다는 점이다. 예를 들어, 통상적인 RF 수신기에서는 RF 주파수를 IF 대역으로 다운 컨버전하기 위해 믹서(Mixer)단을 거쳐야 한다는 점과 직교 변조기(quadrature demodulator)를 이용해야 하는데 이는 필연적으로 불필요한 시간과 공간은 물론 신호 왜곡까지 발생시킨다는 것이다.

이에 따라, 직교 변조기와 합성기를 제거하고 높은 주파수와 샘플링 속도로 샘플링하는 RF ADC로 대체한 RF 샘플링 수신기로 가는 추세이다. 무엇보다 높은 신호의 대역폭을 지원하며 RF 대역을 직접 샘플링할 수 있다는 장점이 있기 때문이다.

RF 샘플링 구조에 대해 ARROW 코리아의 한상혁 과장은 “RF 믹서와 신시사이저를 없애고 베이스밴드 컴포넌트를 제거하였기 때문에 제품 사이즈가 줄어들고 이에 따라 전력 손실을 개선할 수 있다”며, “대역폭의 유연성을 향상시킬 수 있어 MIMO, 빔포밍, Radar Array 등 고밀도 시스템을 지원할 수 있다”고 말했다.

TI의 ADC32RF45는 RF샘플링을 채택한 14비트 분해능의 ADC로 기존 IF샘플링 대비 빠르고 유연한 기능을 제공한 사례라 하겠다. 이 ADC는 듀얼 채널에서 14비트 분해능과 초당 3기가의 샘플링 속도를 가지고 있으며 바이패스 모드와 풀 DDC 모드가 지원된다. 또한 ADC32RF80은 ADC32RF45와 동일하게 듀얼 채널에 14 비트 분해능과 초당 3기가 샘플링 속도를 가지고 있으나 차이점으로는 DDC 모드만 지원 가능하다.

특히 인터리빙(Interleaving) 방식을 적용한 TI의 RF ADC는 우수한 SNR과 SFDR의 성능으로 ADC코어를 활용하고 높은 샘플링 속도 및 높은 대역폭의 성능을 위하여 각각의 ADC 코어를 결합하여 사용했다.

인터리빙으로 인하여 발생될 수 있는 문제에 대해 한 과장은 “오프셋 에러가 발생 할 수 있고 진폭의 에러, 또는 위상 에러가 발생할 수 있는데 디지털 Correction 블록에서 연속적인 디지털 인터리브 보정을 함으로써 에러 및 노이즈를 감소 시킬 수 있다”고 설명했다.

ADC 32RF45는 전력소모가 낮고 IF 대비 PCB사이즈를 80%까지 줄일 수 있다.