• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권3호
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• pp.138-146
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• 2017

A phase-locked dielectric resonator oscillator (PLDRO) is an essential component of millimeter-wave communication, in which phase noise is critical for satisfactory performance. The general structure of a PLDRO typically includes a dual loop of digital phase-locked loop (PLL) and analog PLL. A dual-loop PLDRO structure is generally used. The digital PLL generates an internal voltage controlled crystal oscillator (VCXO) frequency locked to an external reference frequency, and the analog PLL loop generates a DRO frequency locked to an internal VCXO frequency. A dual loop is used to ease the phase-locked frequency by using an internal VCXO. However, some of the output frequencies in each PLL structure worsen the phase noise because of the N divider ratio increase in the digital phase-locked loop integrated circuit. This study examines the design aspects of an interconnected PLL structure. In the proposed structure, the voltage tuning; which uses a varactor diode for the phase tracking of VCXO to match with the external reference) port of the VCXO in the digital PLL is controlled by one output port of the frequency divider in the analog PLL. We compare the proposed scheme with a typical PLDRO in terms of phase noise to show that the proposed structure has no performance degradation.

• ETRI Journal
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• 제29권4호
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• pp.463-469
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• 2007

A phase-locked loop (PLL) is described which is operable from 0.4 GHz to 1.2 GHz. The PLL has basically the same architecture as the conventional analog PLL except the locking information is stored as digital code. An analog-to-digital converter is embedded in the PLL, converting the analog loop filter output to digital code. Because the locking information is stored as digital code, the PLL can be turned off during power-down mode while avoiding long wake-up time. The PLL implemented in a 0.18 ${\mu}m$ CMOS process occupies 0.35 $mm^2$ active area. From a 1.8 V supply, it consumes 59 mW and 984 ${\mu}W$ during the normal and power-down modes, respectively. The measured rms jitter of the output clock is 16.8 ps at 1.2 GHz.

• 한국음향학회지
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• 제24권1호
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• pp.11-20
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• 2005

본 논문에서는 PLL (Phase Locked Loop)없이 동작할 수 있는 S/PDIF (Sony Philips Digital Interface) 수신기의 연구에 관하여 다룬다. 현재 대부분의 오디오 장치와 오디오 프로세서에서 S/PDIF 수신기가 사용되고 있음에도 불구하고, 국내에서는 이에 관한 연구가 많지 않은 실정이다. 현재 사용되고 있는 S/PDIF 수신용 상용 DAC(Digital-to-Analog Converters) 칩들은 모두 내부에 PLL 회로를 포함하고 있다. PLL 회로는 S/PDIF 디지틸 신호로부터 클럭 정보를 뽑아내고 클럭과 입력 신호간의 동기화를 맞추는 역할을 한다. 그러나, PLL 회로는 "아날로그 회로"라는 특성 때문에 VLSI (Very Large Scale Integrated Ciruits)회로의 SOCs (System On Chips)설계에 있어 많은 어려움을 야기한다. 본 논문에서는 PLL 회로 없이 순수 디지털 회로로만 구현된 S/PDIF 수신기를 제안하였다. 제안된 수신기의 핵심 아이디어는 16 MHz의 기본 클럭과 S/PDIF 신호의 속도비를 이용한다는 것이다. 본 논문에서는 수십만개의 S/PDIF 입력 신호에 대한 디코딩 확인 후, PLL같은 아날로그 회로 없이 순수 디지틸 회로만으로 S/PDIF 수신기를 설계할 수 있음을 확인하였다. 제안된 S/PDIF 수신기는 SOC 설계용 If로서 활용될 수 있을 것으로 본다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권8호
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• pp.73-81
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• 2012

이 논문에서는 기존의 위상고정루프에 아날로그 회로 부대역 선택 루프를 추가한 위상고정 루프 회로를 제안한다. 제안한 구조는 위상고정이 안된 상태 에서는 아날로그 부대역 선택 루프를 통해 빠르게 위상고정 상태에 근접하고, 위상고정이 된 상태에서는 위상 잡음 제거에 유리한 미세 루프로 동작한다. 주파수 전압 변환기를 도입하여 안정성을 증가시키고 잡음도 더 제거 하였다. 제안한 위상 고정 루프는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용 하여 HSPICE 시뮬레이션을 통해 예측되는 결과를 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권9호
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• pp.35-40
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• 2005

본 논문에서는 1.6Gb/s에서 동작하는 digitally controlled phase-locked loop (DCPLL)를 제안한다. DCPLL은 일반적인 아날로그 PLL과 tracking analog-to-digital 변환기를 결합한 구조이다. 제안한 DCPLL에서는 tracking ADC의 출력이 voltage controlled oscillator (VCO)의 제어 전압을 생성한다. 일반적으로 사용되는 digital PLL (DPLL)은 digitally controlled oscillator (DCO)와 time-to-digit converter (TDC)로 구성된다 DCO와 TDC를 사용한 DPLL은 시간 스텝이 작을 수 록 jitter 특성이 향상되지만 전력소모는 커진다. 이 논문에서 제안한 DCPLL은 DPLL의 핵심요소인 DCO와 TDC를 사용하지 않았기 때문에 jitter, 면적, 전력소모 측면에서 유리하다. DCPLL은 $0.18\mu$m 4-metal CMOS공정을 이용하여 제작하였고 면적은 1mm $\times$0.35mm를 차지한다. 1.8V 단일 전원전압으로 정상동작에서는 59mW, power-down 모드에서는 $984\mu$W 전력을 소모하고 16.8ps rms jitter를 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.258-264
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• 2011

본 논문은 GSM(Global System for Mobile communications)에서 주로 사용되는 Offset-PLL(Phase Locked Loop) 방식을 사용하여 낮은 위상 잡음과 빠른 위상 고정 시간, 우수한 불요파 특성을 갖는 주파수 합성기를 설계 제작하였다. 제안된 주파수 합성기의 구조는 3번의 주파수 하향 변환을 통해 낮은 위상 잡음 갖도록 하였으며, 높은 주파수 해상도를 갖도록 세 개의 offset 주파수중 최종 offset 주파수를 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용하여 생성하였다. 또한, 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있도록 DAC(Digital to Analog Converter)를 사용하였다. DAC 사용에 따른 위상 잡음 열화를 줄이기 위해 DAC 노이즈 제거를 위한 필터를 설계하여 성능을 개선하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권2호
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• pp.1-6
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• 2002

본 논문에서는 UXGA(Ultra extended Graphics Array)급 TFT LCD Driver를 지원하는 Analog Flat Panel Interface(AFPI)용 Module을 설계하였다. 제안하는 AFPI는 8-b ADC, 자동이득 제어기(AGC), 저잡음 PLL로 구성 되어있다. 8-b ADC는 고속동작과 저전력 기능을 위한 새로운 구조로서 FR(Folding Rate)이 8, NFB(Number of Folding Block)이 2, Interpolation rate이 16이며, 분산 Track and Hold구조를 사용하여 Sampling시 입력주파수를 낮추어 높은 SNDR을 얻을 수 있었다. 또한 Gain과 Clamp을 통제 할 수 있는 Programmable한 AGC, 낮은 Jitter Noise PLL을 설계하였다. 제안된 Module은 0.2㎛, 1-Poly 5-Metal, n-well CMOS공정을 사용하여 제작되었으며, 유효 칩 면적은 3.6mm × 3.2mm이고 602㎽의 전력소모를 나타내었다. 입력 주파수는 10㎒, 샘플링 주파수 200㎒에서의 INL과 DNL은 ±1LSB 이내로 측정되었으며, SNDR은 43㏈로 측정되었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.329-334
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• 2009

광 디스크를 재생하려면 광 신호를 아날로그 전기신호로 변환하는 광 픽업을 거치고 난 뒤 신호 간 간섭을 없애기 위해 아날로그적으로 등화를 하고, 등화된 아날로그 신호를 AD 변환하여 디지털적으로 동기화된 데이터와 클록을 추출해야 한다. BD와 같은 고용량의 광 디스크를 저속으로 재생하여 동기화된 데이터와 클록을 추출하는데 었어서 추출 데이터 BER을 최소화하는 알고리즘은 다양하게 개발되어 적용되고 있다. 그러나 고용량의 광 디스크를 고속으로 재생 할 때 저속에서 적용된 알고리즘을 동일한 혼성 데이터 PLL과 PRML 하드웨어 구조에 적용하려면 800MHz 이상의 신호 처리가 이루어져야 한다. 일반적으로 사용되는 0.13-${\mu}m$ CMOS 공정에서 기존 방식의 구조를 가지고 800MHz의 이상의 신호처리를 위해서는 고속으로 동작해야하는 아날로그 코어 등이 필요하고 많은 시간과 노력의 레이아웃이 수반되어야 하는 등의 문제점이 제기된다. 본 논문에서는 고용량 광 디스크의 최고 배속인 BD 8x까지 동작 가능한 데이터 및 클록 추출 회로로서 병렬 데이터 PLL 및 PRML 구조를 제안하였다. 제안한 구조를 가지고 실험한 결과 BD 8x 에 해당하는 속도에서 오류 없이 동작함을 확인하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권2호
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• pp.187-193
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• 2012

A 1 GHz CMOS fast-lock phase-locked loop (PLL) is proposed to support the quick wake-up time of mobile consumer electronic devices. The proposed fast-lock PLL consists of a conventional charge-pump PLL, a frequency-to-digital converter (FDC) to measure the frequency of the input reference clock, and a digital-to-analog converter (DAC) to generate the initial control voltage of a voltage-controlled oscillator (VCO). The initial control voltage of the VCO is driven toward a reference voltage that is determined by the frequency of the input reference clock in the initial mode. For the speedy measurement of the frequency of the reference clock, an FDC with a parallel architecture is proposed, and its architecture is similar to that of a flash analog-to-digital converter. In addition, the frequency-to-voltage converter used in the FDC is designed simply by utilizing current integrators. The circuits for the proposed fast-lock scheme are disabled in the normal operation mode except in the initial mode to reduce the power consumption. The proposed PLL was fabricated by using a 0.18-${\mu}m$ 1-poly 6-metal complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process with a 1.8 V supply. This PLL multiplies the frequency of the reference clock by 10 and generates the four-phase clock. The simulation results show a reduction of up to 40% in the worstcase PLL lock time over the device operating conditions. The root-mean-square (rms) jitter of the proposed PLL was measured as 2.94 ps at 1 GHz. The area and power consumption of the implemented PLL are $400{\times}450{\mu}m^2$ and 6 mW, respectively.

• 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.