Analysis of Phase Noise in Digital Hybrid PLL Frequency Synthesizer

This paper addresses the phase noise analysis of high-speed DH-PLL(Digital Hybrid Phase-Locked Loops) frequency synthesizer. Because of the additional quantization noise of D/A converter in DH-PLL, the phase noise of DH-PLL is increased than the conventional PLL. Three kinds of noise sources such as reference input, D/A converter, and VCO(Voltage Controlled Oscillator) are considered to analyze the phase noise. It largely depends on the closed loop bandwidth and frequency synthesis division ratio(N) so that we can decide the optimal closed loop bandwidth to minimize the phase noise of DH-PLL. It is shown that the simulation results closely match with the results of analytical approach.

디지탈 하이브리드 위상고정루프(DH-PLL) 주파수 합성기의 위상잡음 분석

본 논문에서는 고속 주파수 스위칭 특성을 갖는 디지탈 하이브리드 위상고정루프(DH-PLL: Digital Hybrid Phase-Locked Loops)의 위상잡음을 분석하였다. 기존 위상고정루프에 비하여, 디지탈 하이브리드 위상고정루프는 D/A 변환기에서 발생하는 잡음이 전체 출력위상잡음에 추가되므로 위상잡음이 증가되는 문제점이 있다. 입력기준신호, D/A 변환기, 그리고 전압제어발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)를 주요 잡음원으로 고려하여, 이것에 의한 위상잡음을 해석적으로 분석하였다. 또한 폐루프 대역과 주파수 합성 분주비(hi)에 따른 위상잡음의 변화를 연구하여 디지탈 하이브리드 위상고정루프의 위상잡음을 최소화하는 최적 폐루프 대역을 결정할 수 있다. 또한, 해석적 방법에 의한 분석 결과와 회로 시뮬레이션에 의한 결과가 동일함을 확인하였다.