• 한국전자파학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.649-656
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• 2002

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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.49-55
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• 2005

본 논문에서는 아날로그 위상 고정 루프(PLL: Phase Locked Loop)를 이용한 무선 LAN(Wireless Local Area Network)용 위상 고정 고조파 발진기(PLHO: Phase Locked Harmonic Oscillator)를 설계 및 제작하였다. 이 고조파 발진기는 Ring 공진기, 주파수 동조를 위한 바랙터 다이오드 그리고 위상 고정 루프 회로로 구성된다. 발진기의 8.5 GHz의 기본 주파수는 위상 고정 루프를 위한 귀환 신호로 이용되고 17.0 GHz의 2차 고조파는 출력으로 이용되므로 위상 고정 시스템에서 위상 비교를 위한 주파수 분배기를 한 단계 줄일 수 있다. 위상 비교기로는 샘플링 위상 검출기(SPD: Sampling Phase Detector)를 사용하여 위상고정 루프 회로를 간단히 하였다. 위상고정 고조파 발진기의 발진 출력은 17.0 GHz에서 2.17 dBm, 기본 주파수와 3차 고조파 억압 특성은 각각 -31.5 dBc, -29.0 dBc이다. 위상잡음은 각각 -87.6 dBc/Hz at 1 kHz와 -95.4 dBc/Hz at 10 kHz이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권5호
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• pp.82-87
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• 2008

본 논문은 고속 위상 고정이 가능한 새로운 듀얼 슬로프 위상고정루프를 제안한다. 기존의 듀얼 슬로프 위상고정루프는 각각 2개의 전하펌프와 위상 주파수 검출기로 구성되었다. 본 논문에서는 위상차에 따라 전하펌프의 전류를 조절해 하나의 전하펌프와 위상 주파수 검출기만으로 듀얼 슬로프 위상고정루프를 구현하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정 파라미터 값으로 HSPICE 시뮬레이션을 수행하여 회로의 동작을 검증하였다. 제안된 듀얼 슬로프 위상고정루프의 위상 고정 시간은 $2.2{\mu}s$로 단일 슬로프 위상고정루프의 위상 고정 시간인 $7{\mu}s$보다 개선된 결과를 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.2716-2724
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• 2012

본 논문에서는 기존의 fractional-N 위상고정루프의 가장 큰 문제점인 fractional 스퍼를 억제하기 위해 위상차-전압 변환기(Phase Difference-to-Voltage Converter : PDVC)를 도입하였다. PDVC는 위상주파수 검출기 출력 신호의 위상차에 따라 전하펌프의 전류량을 조절한다. 제안한 구조는 위상 주파수 검출기(phase frequency detector) 신호들의 위상차가 커지면 전하펌프(charge pump) 전류를 감소시켜 fractional 스퍼를 줄일 수 있는 구조이다. 회로는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정의 파라미터를 이용하여 HSPICE로 시뮬레이션을 수행하고 회로의 동작을 검증하였다.

• 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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• 제21권5호
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• pp.899-905
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• 2017

본 논문은 2.496Gb/s 데이터 레이트를 갖는 mobile industry processor interface (MIPI) M-PHY를 위한 기준 클록이 없는 이중 루프 클록 데이터 복원 회로(CDR : Clock and Data Recovery Circuit)를 제안한다. 제안하는 클록 데이터 복원회로는 적응형 루프 대역폭 조절 기법을 사용하여 적은 타임 지터를 가지면서 빠른 고정 시간을 가질 수 있다. 클록 데이터 복원회로는 주파수 고정 루프와 위상 고정 루프로 이루어진다. 제안하는 2.496Gb/s 기준 클록이 없는 이중 루프 클록 데이터 복원 회로는 1.2V 공급 전압을 갖는 65nm CMOS 공정을 이용하여 설계되었다. 2.496Gb/s pseudo-random binary sequence (PRBS)15 입력에서 시뮬레이션 된 출력 클록의 타임 지터는 $9.26ps_{p-p}$이다. 클록 데이터 복원 회로의 면적과 전력 소모는 각각 $400{\times}470{\mu}m^2$와 6.49mW이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.2409-2418
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• 2013

본 논문에서는 on-chip oscilloscope의 sub-sampler를 위한 클록을 생성하기 위한 두 가지 방식의 주파수 합성기를 제안한다. 제안하는 두 가지의 주파수 합성기는 지연고정루프 기반의 위상 선택기를 이용한 구조와 분수 분주형 위상고정루프를 이용하는 구조를 가지며 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 각 구조의 특성이 분석된다. 제안된 두 회로 모두 1V 공급전압을 이용하는 65-nm CMOS 공정에서 설계되었으며, 125 MHz의 주파수를 가지는 입력 클록에 대해 121.15 MHz의 주파수를 가지는 출력 클록을 생성한다. 지연고정루프 기반의 위상 선택기를 이용한 주파수 합성기는 0.167 $mm^2$의 면적을 가지며 출력 클록은 2.88 ps의 지터 특성을 나타나며, 4.75 mW의 전력을 소모한다. 분수 분주형 위상고정루프를 이용한 주파수 합성기는 0.662 $mm^2$의 면적을 가지며 7.2 ps의 지터 특성을 나타내며, 1.16 mW의 전력을 소모한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.1147-1158
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• 2008

본 논문에서는 SPD(Sampling Phase Detector) 소자를 위상검출기로 사용하여, 기준 신호원 700 MHz SAW(Surface Acoustic Wave) 발진기에 16.8 GHz의 VTDRO(Voltage Tuned Dielectric Resonator Oscillator)를 안정화하는 위상 고정 회로를 설계하였다. 이러한 위상 고정 방법은 루프 필터만으로 직접적으로 위상 고정할 경우 잠금 시간(lock time)의 문제로, 루프 필터뿐만 아니라 구형파의 시변하는 전류원을 사용 위상 고정하게 된다. 이러한 구동 회로와 루프 필터는 서로 상관 관계가 있어, 이의 체계적인 조정을 필요로 한다. 본 논문에서는 이러한 구동 회로와 루프 필터의 체계적인 설계 방법을 제시하였다. 제작된 PLDRO(Phase Leered DRO)는 안정된 16.8 GHz의 중심 주파수에서 약 6.3 dBm의 출력 전력을 갖고, 위상 잡음은 100 kHz offset에서 -101 dBc/Hz 성능을 보인다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2019

본 논문에서는 복수개의 부궤환 루프를 도입하여 칩 크기를 획기적으로 줄이면서 잡음 특성을 유지할 수 있는 위상고정루프를 제안하였다. 칩 면적을 최소화하는 것이 주목표이므로 하나의 작은 크기의 커패시터로 구성된 1차 루프필터와 복수개의 FVC를 사용하여 위상고정루프를 설계하였다. 전압제어 발진기에 연결된 복수개의 주파수-전압 변환 회로(frequency voltage converter : FVC)는 위상고정루프 내부에 복수개의 부궤환 루프를 만든다. 제안된 위상고정루프에서는 복수개의 부궤환 루프가 크기가 아주 작은 하나의 커패시터로만 구성된 루프필터를 가진 위상고정루프를 안정하게 동작하도록 해준다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계되었다. 시뮬레이션 결과는 1.6ps 지터와 $10{\mu}s$ 위상고장시간을 보여주었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.259-262
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• 2012

본 논문에서는 125 MHz 동작 주파수에서 64개 위상의 클럭을 출력하는 지연 고정 루프 (DLL: delay-locked loop)을 제안한다. 제안된 다중 지연 고정 루프는 delay line의 선형성을 개선하기 위해 $4{\times}8$ matrix 구조의 delay line을 사용한다. CMOS multiplexer와 inverter-based interpolator를 이용하여 $4{\times}8$ matrix 기반의 delay line에서 출력된 32개 위상의 클럭으로부터 64개 위상의 클럭을 생성한다. 또한 DLL에서 harmonic lock을 방지하기 위해 클럭의 duty cycle ratio에 무관한 initial phase locking을 위한 회로가 제안된다. 제안된 지연 고정 루프는 1.8 V의 공급전압을 이용하는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정에서 설계된다. 시뮬레이션된 DLL은 40 MHz에서 200 MHz의 동작 주파수 범위를 가진다. 125 MHz 동작 주파수에서 최악의 위상 오차와 jitter는 각각 +11/-12 ps와 6.58 ps이다.