• 센서학회지
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• 제28권2호
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• pp.121-126
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• 2019

The voltage-controlled oscillator is one of the fundamental building blocks that determine the signal quality and power consumption in RF transceivers for wireless sensor networks. Ring oscillators are attractive owing to their small form factor and multi-phase capability despite the relatively poor phase noise performance in comparison with LC oscillators. The phase noise of a ring oscillator can be improved by using a coupled structure that works at a lower frequency. This paper introduces a 2.4 GHz low-noise ring oscillator that consists of two 3-stage coupled ring oscillators. Each sub-oscillator operates at 800 MHz, and the multi-phase signals are combined to generate a 2.4 GHz quadrature output. The voltage-controlled ring oscillator designed in a 65-nm standard CMOS technology has a tuning range of 800 MHz and exhibits the phase noise of -104 dBc/Hz at 1 MHz offset. The power consumption is 13.3 mW from a 1.2 V supply voltage.

• 전기전자학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.10-15
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• 2006

본 논문에서는 기준동작 클럭없이 데이터만으로 구현되는 반주기의 4x 오버샘플링 위상/주파수검출기를 이용한 클럭 데이터 복원회로에 대하여 서술하였다. 위상 및 주파수검출기는 4x 오버샘플링 기법을 이용하여 설계되었다. 위상검출기는 뱅뱅 제어방법에 의해, 주파수검출기는 로테이션방법에 의해 동작한다. 위상 및 주파수 검출기로부터 발생된 6개의 신호들은 전하펌프로 들어갈 전하량을 결정한다. VCO단은 4개의 차동 지연단으로 구성되고 8개의 클럭신호를 생성한다. 제안된 회로는 공급전압 1.8V, 0.18um MOCS 공정으로 설계 시뮬레이션되었다. 제안된 구조의 PD와 FD를 사용하여 25%의 넓은 트래킹 주파수 범위를 가진다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권8호
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• pp.20-26
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• 2001

본 논문에서는 위상획득과정과 동기과정에서의 trade-off를 향상시킨 듀얼 위상 주파수 검출기를 이용하여 차지펌프 PLL을 설계하였다. 제안된 듀얼 위상 주파수 검출기는 상승에지에서 동작하는 POSITIVE 위상 주파수 검출기와 하강에지에서 동작하는 NEGATIVE 위상 주파수 검출기로 구성되어있다. 또한 PLL에 사용된 차지펌프는 전류뺄셈회로를 이용하여 전류 부정합을 감소시켰으며, reference spurs와 전압제어발진기의 변동을 감소시킬수 있도록 구현하였다. 제안된 PLL의 동작특성은 0.25${\mu}m$ CMOS 공종 파라미터를 이용하여 SPICE 시뮬레이션을 통해 검증되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.2264-2270
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• 2006

본 논문에서는 MB-OFDM 방식의 UWB 시스템 응용을 위한 fast-hopping 주파수 합성기들을 설계하였다 세 개의 중심 주파수(3432MHz, 3960MHz, 4488MHz) 생성이 필요한 주파수합성기를 세 가지 구조로 각각 설계하고 성능을 비교하였다. 첫 번째 구조는 4224MHz의 주파수에서 동작하는 단일 PLL을 사용하여 세 개의 중심 주파수를 합성하고, 두 번째 구조는 각각의 중심 주파수에서 동작하는 세 개의 PLL을 사용한다. 본 논문에서 제안된 세 번째 구조는 3960MHz와 528MHz에서 동작하는 두 개의 PLL을 사용하여 원하는 주파수를 합성한다. 0.18um RF CMOS 공정변수를 이용하여 모의실험 한 결과 세 번째 구조가 다른 구조에 비해 switching time, spur, 칩 면적 및 전류 소모 면에서 좋은 특성을 보인다. 제안된 세 번째 구조의 주파수 합성기는 1.3ns 이하의 band switching 특성과 -36dBc 이하의 spur특성을 보이며 1.8V 공급전원 하에서 22mA의 전류를 소모한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.283-289
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• 2018

샘플-홀드 커패시터와 전압제어발진기 신호에 동작하는 피드포워드 루프필터를 가진 단방향 전하펌프를 가진 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프는 기존의 2차 RC 필터에 비해서 저항 대신에 스위치와 작은 작은 크기의 커패시터를 사용하여 칩 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전압제어발진기의 위상잡음에 영향을 미치는 ${\Delta}VLPF$의 변화량과, 기준신호 의사잡음에 영향을 미치는 ${\Delta}{\Delta}VLPF$의 변화량을 각각 1/5과 1/6로 줄였다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 시뮬레이션을 통해 위상잡음 특성이 개선된 동작을 확인하였다. 향후 시뮬레이션을 바탕으로 칩을 제작하여 성능을 검정할 계획이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권4호
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• pp.506-517
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• 2015

This paper presents a 1.248 Gb/s - 2.918 Gb/s low-power receiver MIPI-DigRF M-PHY with a fully digital frequency detection loop. MIPI-DigRF M-PHY should be operated in a very short training time which is $0.01{\mu}s$ the for HS-G2B mode. Because of this short SYNC pattern, clock and data recovery (CDR) should have extremely fast locking time. Thus, the quarter rate CDR with a fully digital frequency detection loop is proposed to implement a fast phase tracking loop. Also, a low power CDR architecture, deserializer and voltage controlled oscillator (VCO) are proposed to meet the low power requirement of MIPI-DigRF M-PHY. This chip is fabricated using a $0.11{\mu}m$ CMOS process, and the die area is $600{\mu}m{\times}250{\mu}m$. The power consumption of the receiver is 16 mW from the supply voltage of 1.1 V. The measured lock time of the CDR is less than 20 ns. The measured rms and peak jitter are $35.24ps_{p-p}$ and $4.25ps_{rms}$ respectively for HS-G2 mode.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권2호
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• pp.57-63
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• 2009

본 논문에서는 빠른 Acquisition time을 갖는 새로운 구조의 수동형 광 통신망에서 쓰이는 버스트 모드 수신기용 622Mbps급 클럭/데이터 복원회로를 제안하고, 이를 구현하였다. 제안된 회로는 CDR(Clock and Data Recovery) 블록과 PLL(Phase Locked Loop) 블록으로 나뉘며, CDR 블록은 클럭이 입력 데이터에 연동되어 지터가 내제된 입력 데이터에도 항상 최적의 샘플링 시점을 갖도록 설계하였다. PLL블록은 Multi-phase generation VCO를 통해 위상이 서로 다른 8개의 클럭을 CDR블록에 제공한다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계 및 레이아웃을 하였고, 시뮬레이션을 위해 $2^7-1$ PRBS 입력데이터를 사용하였다. 시뮬레이션 결과 Peak-to-Peak 지터는 17ps의 복원된 데이터 지터 특성을 가지며, 입력된 데이터는 손실 없이 복원하는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.384-390
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• 2008

본 논문에서는 TSMC 0.18 um CMOS 공정을 사용하여 UWB Chaotic-OOK(On-Off Keying) 통신을 위한 송신기를 설계하였다. 송신기는 Quasi-chaotic 신호 발생기, OOK 변조기, 구동 증폭기로 구성되어 있다. 일반적으로 아날로그 피드백을 사용하는 chaotic 신호 발생기는 공정 변화에 대한 취약점이 있어 이를 개선하기 위하여 디지털 피드백 구조의 Quasi-chaotic 신호 발생기를 사용하였다 또한, OOK 변조를 위해 T형 구조의 변조기와 단일 출력 신호를 얻기 위한 차동 입력 단일 출력 구동 증폭기를 설계하였다. 측정 결과, 요구되는 spectrum mask를 만족시키는 출력을 얻었으며, 데이터 20 Kbps, 200 Kbps, 2 Mbps, 10 Mbps에 따른 OOK 변조 테스트를 통해 출력 신호를 확인하여 UWB chaotic-OOk 송신기로 사용 가능함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권1호
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• pp.43-51
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• 2012

본 논문에서는 수학적 해석을 통해 위상 내삽기(Phase Interpolator, PI)를 최적화하는 설계 방법과 인덕터 부하를 이용하여 고속 동작에 적합하도록 개선한 저전력 PI 구조를 제안한다. 정해진 대역폭과 이득을 가지는 PI의 전력이 최소가 되는 설계 기준을 공정에 따라 정해지는 상수의 수식으로 제시한다. 또한, 제안된 인덕더 부하를 사용하는 PI구조는 같은 대역폭과 이득에서 소모 전력을 반으로 줄일 수 있다. $0.13{\mu}m$ 1.2V CMOS 공정에서 4개의 위상을 가지는 VCO 출력 신호를 이용하여 7-bit PI를 설계한 결과, 인덕터 부하를 사용하고 제안된 설계 기준에 따라 소모 전력을 최적화 하여 12GHz에서 $721.2{\mu}W$ 소모한다.

• 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.