• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.122-133
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• 2013

올-디지털 위상 고정 루프에 사용되는 고해상도 위상-디지털 변환기 설계에 있어서, 위상-주파수 검출기와 시간-디지털 변환기로 이루어진 위상-디지털 변환기에 활용될 수 있는 간단한 구조의 아비터 기반 위상 결정 회로를 제안한다. 제안한 위상 결정 회로는 기존에 개발된 위상 결정 회로보다 적은 전력소모와 보다 작은 입력-출력 지연 시간을 가지면서도 두 펄스 사이의 매우 작은 위상 차이도 구별할 수 있다. 제안한 위상 결정 회로는 130um CMOS 공정을 사용하여 구현되었고, 트랜지스터 레벨에서 시뮬레이션으로 검증되었다. 제안한 위상 결정 회로를 이용한 오프셋과 데드존이 없는 5비트의 위상-디지털 변환기도 검증되었다. 또한 배수주기 고정 문제가 없고 위상 오프셋이 매우 적은 지연 고정 루프를 제안하였다. 제안한 지연 고정 루프는 위상-디지털 변환기의 해상도를 PVT 변화에 무관하게 항상 원하는 대로 정확히 고정시키는 용도로 활용된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.811-818
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• 2016

추가적인 부궤환 루프를 가지는 연속 미세 조절 위상 고정루프를 소개하였다. 위상고정루프가 위상이 고정되지 않았을 때 위상고정루프는 연속적인 밴드 선택 루프를 통하여 빠르게 위상을 고정시키는 특성을 가지고 있다. 위상고정루프가 고정 상태에 다다랐을 때 밴드 폭은 미세한 루프를 통해서 좁아진다. 추가적인 부궤환 루프는 안정성과 위상여유 성능을 향상시킨다. 0.18um CMOS 공정으로 제작한 위상고정루프의 결과 측정은 위상 잡음이 742.8MHz 캐리어 주파수로부터 2MHz 오프셋 주파수에서 -109.6dBc/Hz을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권12호
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• pp.74-80
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• 2006

본 논문에서는 위상 잡음 특성을 향상시킬 수 있는 전류보상 기법을 이용한 새로운 인상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프는 주 전하펌프(MCP; Main Charge Pump)와 보조 전하점프(SCP; Sub Charge Pump)로 명명된 두 개의 전하펌프를 사용한다. 보조 전하펌프는 주 전하펌프 보다 작은 양의 전류를 반대방향으로 루프절터에 공급하여 루프필터의 전압 흔들림을 억제하였다. 이러한 전류보상 기법은 위상고정루프의 위상 잡음을 감소시켰다. 제안된 위상고정루프는 $0.35{\mu}m$ 3.3V CMOS 공정을 이용하여 제작되었다. 1MHz 오프셋에서 측정된 위상 잡음은 -103dBc/Hz로 기존의 위상고정루프에 비해 최소 3dBc/Hz의 위상 잡음 향상을 가져왔다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.971-978
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• 2013

본 논문에서는 65 nm RF CMOS 공정을 이용하여 26 GHz 위상 고정 루프(PLL)를 설계하고, 주파수 3체배기(tripler)를 이용하여 W 밴드 주파수 합성기를 설계하였다. 26 GHz VCO는 22.8~26.8 GHz, 3체배기의 출력은 74~75.6 GHz의 주파수 조정 범위를 갖는다. 제작한 주파수 합성기는 총 75.6 mW의 전력을 소모하며, 3체배기의 최종 출력은 1 MHz 오프셋에서 -75 dBc/Hz, 10 MHz 오프셋에서 -101 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 갖는다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1099-1106
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• 2018

본 논문은 장거리 다기능레이더용 주파수합성기 개발에 관한 것으로 다기능레이더 체계의 기능 및 성능을 보장하기 위해 필요한 주파수합성기 성능지표를 도출하고 분석하였다. 다기능레이더는 위상배열 전자 스캔 방식을 적용한 레이더체계이고, 주파수합성기는 STALO를 포함하여 다기능레이더에 필요한 다양한 주파수신호를 합성하는 역할을 수행한다. 다기능레이더 요구사항 분석을 통해 최적의 주파수합성 방식을 선택하고, 회로크기를 포함한 성능 및 기능을 최적화하였다. 도출된 MFR용 주파수합성기 개발규격을 만족하기 위해 DDS-driven Offset-PLL(Phase Locked Loop) 방식을 사용하여 낮은 위상 잡음과 빠른 주파수 고정 시간, 우수한 불요파 특성을 갖는 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 제작된 다기능 레이더용 주파수합성기는 위상잡음 -131dBc/Hz@100kHz 이하, 주파수 고정시간 $4.1{\mu}s$ 이하의 성능을 측정하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.800-804
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• 2019

본 논문은 2.4 GHz 대역의 IoT용 주파수합성기를 위한 이중-루프 구성의 서브-샘플링 디지털 PLL을 소개한다. PLL은 초기에 주파수 분주기를 사용하는 coarse locking을 수행하며, 이 후 최종적으로는 주파수 분주기를 사용하지 않는 서브-샘플링 방식의 fine locking loop로 스위칭하게 된다. DTC를 사용하여 양자화 에러 제거를 수행하며 이를 통해 특정 타이밍 범위를 갖는 고해상도 TDC를 사용함으로써 낮은 인-밴드 위상잡음 특성을 가질 수 있다. 본 논문에서는 또한 coarse loop와 fine loop간의 위상 오프셋을 제거하기 위한 보정 회로를 제안하였다. Coarse locking이 진행되는 동안 fine loop의 위상 에러를 예측하고, 이를 다시 coarse loop에 보상함으로써 빠른 락킹 타임과 안정적인 동작을 확보하였다. 회로는 SystemVerilog 및 Verilog 언어로 모델링 및 Register-Transfer Level (RTL) 수준으로 설계 되었으며 시뮬레이션을 통해 충분히 그 동작이 검증되었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권2호
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• pp.25-34
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• 2010

본 논문에서는 주파수 배가 방법을 사용한 초고속 전압 제어 링 발진기를 제안하였다. 제안한 전압 제어 발진기는 TSMC 0.18um 1.8V CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 제안한 주파수 배가 방법은 한 주기 안에서 $90^{\circ}$의 위상차를 가지는 4개의 신호를 AND-OR 연산하여 기본 신호의 두 배 주파수를 가지는 신호를 얻어내는 방법이다. 제안한 발진기는 차동 4단 링 발진기와 NAND 게이트를 사용하여 구성하였다. 전압 제어 링 발진기는 완전 차동 형태로 설계하여 정확하게 $90^{\circ}$의 위상차를 가지는 4개의 신호를 얻을 수 있었으며 공통 모드 잡음에 대해 우수한 잡음 성능을 가지게 되었다. 주파수 배가회로는 AND나 OR 게이트에 비해 집적도가 뛰어난 NAND 게이트를 사용하여 AND-OR 연산을 구현하였다. 설계된 전압 제어 링 발진기는 컨트롤 전압에 따라 3.72GHz에서 8GHz의 출력 주파수를 가지며 4GHz에서 4.7mW의 소비 전력과 1MHz 오프셋 주파수에서 -86.79dBc/Hz의 위상잡음 성능을 가짐을 검증하였다. 기존의 고속 전압 제어 링 발진기와의 비교에서도 모든 면에서 가장 뛰어난 성능을 보였고 저렴한 고속 주파수 합성기와 위상 고정 루프 등에 응용될 수 있음을 보였다.