• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권3호
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• pp.342-348
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• 2015

This paper presents a 1.9-GHz digital ${{\Delta}{\Sigma}}$ fractional-N PLL with a finite impulse response (FIR) filter embedded for noise suppression. The proposed digital implementation of FIR provides a simple method of increasing the number of taps without complicated calculation for gain matching. This work demonstrates 32 tap FIR filtering for the first time and successfully filtered the in-band phase noise generated from delta-sigma modulator (DSM). Design considerations are also addressed to find the optimum number of taps when the resolution of time-to-digital converter (TDC) is given. The PLL, fabricated in $0.11-{\mu}m$ CMOS, achieves a well-regulated in-band phase noise of less than -100 dBc/Hz for the entire range inside the bandwidth of 3 MHz. Compared with the conventional dual-modulus division, the proposed PLL shows an overall noise suppression of about 15dB both at in-band and out-of-band region.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권1호
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• pp.10-17
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• 2012

This paper presents a clock regenerator using two $2^{nd}$ order ${\sum}-{\Delta}$ (sigma-delta) modulators for wide range of dividing ratio as defined in HDMI standard. The proposed circuit adopts a fractional-N frequency synthesis architecture for PLL-based clock regeneration. By converting the integer and decimal part of the N and CTS values in HDMI format and processing separately at two different ${\sum}-{\Delta}$ modulators, the proposed circuit covers a very wide range of the dividing ratio as HDMI standard. The circuit is fabricated using 0.18 ${\mu}m$ CMOS and shows 13 mW power consumption with an on-chip loop filter implementation.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.2444-2450
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• 2011

본 논문에서는 다중 위상주파수검출기를 사용하여 fractional 스퍼를 줄이는 주파수 합성기를 제안하였다. 기존의 fractional-N 위상고정루프에서 발생하는 스퍼를 줄여주는 구조의 위상주파수 검출기를 사용하여 fractional-N 위상고정루프에서 fractional 스퍼를 억제할 수 있는 주파수 합성기를 설계하였다. 제안된 구조는 두 가지의 에지 검출 방식을 갖는 새로운 구조의 위상주파수검출기를 사용하여 위상주파수검출기의 출력 신호의 최대 폭을 제한하여 fractional 스퍼의 크기를 줄이도록 하였다. 제안된 주파수 합성기는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정 파라미터들을 사용하여 HSPICE로 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션의 결과는 제안된 형태의 주파수 합성기는 빠른 위상고정시간을 가지고 fractional 스퍼를 감소시킬 수 있음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.60-67
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• 2008

본 논문에서는 Bluetooth, Zigbee, WLAN 등 2.4GHz 대역 ISM-band 응용 분야를 위한 저 전력 주파수 합성기를 설계하였다. 저 전력 특성을 얻기 위해 전류소모가 큰 VCO, prescaler, ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator 등의 전력소모를 최적화하는데 중점을 두고 설계하였다. VCO는 전력소모 측면에서 유리한 NP-core 유형의 구조를 선택하여 위상잡음 특성과 전력소모를 최적화하였으며, prescaler는 정적 전류소모가 거의 없는 동적 회로 기술이 적용된 D-F/F을 사용하여 전력소모를 줄였다. 또한 다수의 로직으로 구성되는 3차 ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator는 'mapping circuit'으로 구조를 단순화하여 작은 면적과 저 전력소모 특성을 갖도록 하였다. $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 IC를 제작하여 성능을 측정한 결과 설계된 주파수 합성기는 1.8V 전원전압에서 7.9mA의 전류를 소모하고, 100kHz offset에서 -96dBc/Hz, 1MHz offset에서 -118dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보였다 또한 spur 잡음 특성은 -70dBc이며, 25MHz step의 주파수 변화에 따른 위상 고정 시간은 약 $15{\mu}s$이다. 설계된 회로의 칩 면적은 pad를 포함하여 $1.16mm^2$이며 pad를 제외한 면적은 $0.64mm^2$이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.890-893
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• 2003

In this paper, we have designed the fractional-N frequency synthesizer for bluetooth system using 0.35-um CMOS technology and 3.3-V single power supply. The designed synthesizer consist of phase-frequency detector (PFD), charge pump, loop filter, voltage controlled oscillator (VCO), frequency divider, and sigma-delta modulator. A dead zone free PFD is used and a modified charge pump having active cascode transistors is used. A Multi-modulus prescaler having CML D flip-flop is used and VCO having a tuning range from 746 MHz to 2.632 GHz at 3.3 V power supply is used. Total power dissipation is 32 mW and phase noise is -118 dBc/Hz at 1 MHz offset.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제27권5_6호
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• pp.1157-1163
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• 2009

Let G be a graph with vertex set V(G) and let f be a nonnegative integer-valued function defined on V(G). A spanning subgraph F of G is called a fractional f-factor if $d^h_G$(x)=f(x) for all x $\in$ for all x $\in$ V (G), where $d^h_G$ (x) = ${\Sigma}_{e{\in}E_x}$ h(e) is the fractional degree of x $\in$ V(F) with $E_x$ = {e : e = xy $\in$ E|G|}. In this paper it is proved that if ${\delta}(G){\geq}{\frac{b^2(k-1)}{a}},\;n>\frac{(a+b)(k(a+b)-2)}{a}$ and $|N_G(x_1){\cup}N_G(x_2){\cup}{\cdots}{\cup}N_G(x_k)|{\geq}\frac{bn}{a+b}$ for any independent subset ${x_1,x_2,...,x_k}$ of V(G), then G has a fractional f-factor. Where k $\geq$ 2 be a positive integer not larger than the independence number of G, a and b are integers such that 1 $\leq$ a $\leq$ f(x) $\leq$ b for every x $\in$ V(G). Furthermore, we show that the result is best possible in some sense.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.707-714
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• 2012

1단 2차 다중 피드백 델타-시그마 변조기와 2단 2차 MASH 델타-시그마 변조기를 해석하였으며 Simulink와 Matlab을 사용한 시뮬레이션을 수행하여 동작 특성을 비교한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다: 1) 두 델타-시그마 변조기는 군지연 왜곡을 일으키지 않는다. 2) 잡음 성형 성능은 거의 같으며 잡음 성형의 결과 전력 스펙트럼 밀도는 40 dB/dec의 기울기를 갖는다. 3) 스퓨리어스 톤은 없다. 4) 두 변조기의 입력 범위는 공통적으로 -1부터 1까지이다. 5) 2단 MASH 변조기는 출력이 2 비트(4 레벨)이어서 PLL의 주파수 분주기와 charge pump의 설계가 복잡해진다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권12호
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• pp.75-82
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• 2010

본 논문은 다중대역 송수신기 CMOS RFIC 단일 칩을 위한 광대역 델타시그마 분수분주형 주파수합성기에 관한 것이다. 광대역 VCO의 LC Tank에 6-bit Switched Capacitor Array Bank를 작용하여 2340~3940 MHz의 출력주파수 범위를 가지도록 하였으며, 위상동기 전 Capacitor Bank Code를 선택하기위한 VCO Frequency Calibration 회로는 전체 주파수대역에서 $2{\mu}s$이하로 보정을 마치는 뛰어난 성능을 보여준다. 광대역 VCO로부터 T-DMB/DAB/FM Radio의 LO 신호를 생성하기 위해 선택 가능한 다중분주비 ${\div}2$, ${\div}16$, ${\div}32$를 가지는 LO 신호 발생기는 L-Band (1173 ~ 1973 MHz), VHF-III (147 ~ 246 MHz), VFH-II (74~123 MHz)에서 I/Q신호를 생성한다. Integrated Phase Noise는 전체 대역에서 0.8 degree RMS 이하로 측정되어 매우 낮은 위상잡음을 보여주었다. 또한, VCO Frequency Calibration 시간을 포함하는 주파수합성기의 전체 동기시간은 $50{\mu}s$ 이하로 측정되었다. 이 광대역 델타시그마 분수분주형 주파수합성기는 $0.13{\mu}m$ CMOS공정으로 제작되었으며, 1.2 V 전원전압에서 15.8 mA의 전류를 소모한다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권4호
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• pp.425-435
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• 2016

This paper describes a spread-spectrum clock generation method by utilizing a ${\Delta}{\Sigma}$ digital PLL (DPLL) which is solely based on binary phase detection and does not require a linear time-to-digital converter (TDC) or other linear digital-to-time converter (DTC) circuitry. A 1-bit high-order ${\Delta}{\Sigma}$ modulator and a hybrid finite-impulse response (FIR) filter are employed to mitigate the phase-folding problem caused by the nonlinearity of the bang-bang phase detector (BBPD). The ${\Delta}{\Sigma}$ DPLL employs a two-point modulation technique to further enhance linearity at the turning point of a triangular modulation profile. We also show that the two-point modulation is useful for the BBPLL to improve the spread-spectrum performance by suppressing the frequency deviation at the input of the BBPD, thus reducing the peak phase deviation. Based on the proposed architecture, a 3.2 GHz spread-spectrum clock generator (SSCG) is implemented in 65 nm CMOS. Experimental results show that the proposed SSCG achieves peak power reductions of 18.5 dB and 11 dB with 10 kHz and 100 kHz resolution bandwidths respectively, consuming 6.34 mW from a 1 V supply.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.941-947
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• 2017

본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 FRS 대역 무전기용 반송파 신호를 쿼드러쳐(Quadrature) 형식으로 출력하는 Fractional-N 위상 고정루프(PLL) 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 설계한 주파수 합성기의 주요 블록은 전압 제어 발진기(VCO), 전하 펌프(CP), 루프 필터(LF), 위상 주파수 검출기(PFD) 그리고 주파수 분주기이다. VCO는 우수한 위상잡음과 전력 특성을 얻을 수 있는 LC 공진 방식으로 설계했고, CP는 참조 주파수에 따라 펌핑 전류를 조절할 수 있도록 설계하였다. 주파수 분주기는 16분주의 전치 분주기와 3차 델타-시그마 모듈레이터($3^{rd}$ DSM) 방식의 Fractional-N 분주기로 설계하였다. LF는 외부의 3차 RC 루프 필터로 구성하였다. 측정결과, 주파수 합성기의 동작 주파수 영역은 최소 460 MHz에서 최대 510 MHz이고, 출력전력으로는 약 -3.86 dBm을 얻었다. 출력의 위상잡음은 100 Hz offset 주파수에서 -94.8 dBc/Hz이며 위상 루프 고착 시간은 약 $300{\mu}s$이다.