본 논문에서는 다중 PFD(Phase Frequency Detector)와 적응 전하펌프 회로를 설계하여 지터 잡음 특성과 주파수 획득 과정을 향상시킨 새로운 PLL 클럭 발생기를 제안한다. 기존의 PLL은 넓은 데드존과 듀티 사이클 특성을 갖고 있기 때문에 지터잡음을 발생하고, 긴 지연시간 때문에 고속 동작에는 부적합하다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, TSPC(True Single Phase Clocking) 회로를 이용하여 다중 구조를 갖는 PFD를 설계하였다. 데드존 특성, 듀티 사이클의 제한조건을 개선할 수 있도록 회로를 설계하였으며, 탁월한 지터잡음 성능을 향상시킬 수 있었다. 또한 적응 전하펌프 회로를 사용하여 PLL을 설계하였으며 루프필터의 전하펌프 전류를 증가시킴으로써 주파수 획득 특성을 개선 할 수 있었다. Hspice 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 PLL은 데드존이 0.01ns 미만이고, 입력신호의 듀티 사이클에 무관하며, 50ns의 빠른 획득시간을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제안된 회로는 고성능 마이크로프로세서 및 디지털시스템에 적용될 수 있다.
Park, Bong-Hyuk;Lee, Kyung-Ai;Hong, Song-Cheol;Choi, Sang-Sung
ETRI Journal
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제29권4호
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pp.421-429
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2007
This paper presents a direct-conversion CMOS transceiver for fully digital DS-UWB systems. The transceiver includes all of the radio building blocks, such as a T/R switch, a low noise amplifier, an I/Q demodulator, a low pass filter, a variable gain amplifier as a receiver, the same receiver blocks as a transmitter including a phase-locked loop (PLL), and a voltage controlled oscillator (VCO). A single-ended-to-differential converter is implemented in the down-conversion mixer and a differential-to-single-ended converter is implemented in the driver amplifier stage. The chip is fabricated on a 9.0 $mm^2$ die using standard 0.18 ${\mu}m$ CMOS technology and a 64-pin MicroLead Frame package. Experimental results show the total current consumption is 143 mA including the PLL and VCO. The chip has a 3.5 dB receiver gain flatness at the 660 MHz bandwidth. These results indicate that the architecture and circuits are adaptable to the implementation of a wideband, low-power, and high-speed wireless personal area network.
통신의 세계적 흐름은 고속화와 디지털화 그리고 대용량화의 추세로 흐르고 있다. 또한 한정된 자원인 주파수를 효율적으로 이용하기 위하여 대역확산 방식이 대표하여 그 주를 이루고 있다. 주파수 합성기로서 통신시스템에 많이 이용되고 있는 PLL(Phase Lock Loop)은 위상잡음 등 여러 가지 문제점을 가지고 있기 때문에, 이러한 문제점을 최소화 할 수 있는 디지털 소자인 직접디지털 합성기(DDS : Direct Digital Synthesis)를 이용하여 고속주파수도약 시스템을 설계하기위한 성능평가에 대하여 연구하여, 오율 개선의 해석과 고속 주파수 도약이 가능한 시스템을 설계하고 그 성능을 평가 하였다.
본 논문에서는 종래의 위상누적방식을 이용한 디지털 주파수합성기의 성능을 향상시키기 위해, 클럭주파수합성방식의 디지털 주파수합성기를 설계하고 제작하였다. 고정된 시스템 클럭주파수를 가지고 위상초기치를 가변, 누적시키는 위상 누적방식과는 달리, 클럭주파수 합성방식에서는 PLL을 사용하여 클럭주파수를 가변합성하였고, 이를 N진 계수기의 입력으로 사용하여 고정된 위상 누적치를 갖게 하였다. 성능실험결과 기존의 위상누적방식에서 나타났던 주기적인 출력왜곡현상이 발생하지 않게되어,양자화 불요잠음의 발생이 줄어들었으나, 위상누적방식보다 동일한 설계조건에서 출력대역폭이 계수기의 계수상태에 반비례하여 좁아졌고, PLL을 사용하기 때문에 회로구성이 복잡해졌다.
통신회로에서 많이 사용되는 PLL 방식에 의한 주파수 합성기는 여러 장점이 있지만 위상잡음 특성이 나쁘고 긴 주파수 도약 시간을 갖기 때문에, 최근의 고속(1$\mu\textrm{s}$이하)으로 주파수 호핑(Frequency Hopping)을 요구하는 디지털 통신 시스템에서는 사용이 어렵다. 본 연구는 디지털 영상 패턴 발생기에서 1600hops/s로 600개 이상의 랜덤한 주파수를 발생하는 주파수합성기를 DDS (Direct Digital Synthesis) 방식을 이용하고, CPLD에 의해 구현하였다.
통신회로에서 많이 사용되는 PLL 방식에 의한 주파수 합성기는 여러 장점이 있지만 위상잡음 특성이 나쁘고 긴 주파수 도약 시간을 갖기 때문에, 최근의 고속(l$\mu\textrm{s}$이하)으로 주파수 호핑(Frequency Hopping)을 요구하는 디지털 통신 시스템에서는 사용이 어렵다. 본 연구는 디지털 영상 패턴 발생기에서 1600hops/s 로 600개 이상의 랜덤한 주파수를 발생하는 주파수합성기를 DDS (Direct Digital Synthesis) 방식을 이용하고, CPLD에 의해 구현하였다.
본 논문은 공정변화를 검출하여 회로에 반영 및 보상하는 드레인 정규화 검출 (regulated drain detection) 방식과 차동 VCO에 적용하는 기법을 제안하였으며, 제안된 방식과 기법을 검증하기 위하여 저 전압 차동 PLL을 제작하여 그 성능을 검증하였다. 제안된 드레인 정규화 검출 방식과 이를 차동적으로 응용하여 설계된 저-지터 차동 PLL은 실제로 $0.18{\mu}m$ 1-폴리 3-메탈 공정으로 제작되었으며 공정변화에 따른 여러 가지 공정 코너 (corner)에 대한 VCO의 동작을 다양한 모의실험을 통하여 검증하였다. 제작된 PLL은 80MHz - 240MHz의 동작범위를 가지며 전체 die size는 내부 루르필터를 포함하여 $330{\mu}m\;{\times}\;380{\mu}m$이다. 1.8V 공급전압 일때 모든 동작주파수에 대한 트랙킹 지터 특성은 150psec peak-to-peak 이하로 안정적인 성능을 보였다.
병렬로 구성되 UPS 사이에 파라미터 불일치에 따른 순환전류와 전압리플이 발생되어지는데, 이들은 전체 UPS 시스템의 고장 및 신뢰성 저하를 유발한다. 본 논문에서는 이러한 문제점들은 Double 위상동동기기와 능동 다중인 터페이스 리액터를 사용하여 해결하였다. 또한 ADSP21061을 사용하여 제어기를 디지털적으로 구현하였다.
The switched reluctance motor(SRM) drive system provides a good adjustable speed and torque characteristics. However, it also has some drawbacks such as relatively high torque ripple and acoustic noise which are caused by the torque production mechanism. To reduce torque ripple and to have precise speed control, PLL technique is adopted. The PLL system in conjunction with dynamic dwell angle control scheme has good speed regulation characteristics. Digital control system with a 80c196kc micro-controller is used to be realized this drive system. Test results show that the suggested control system has the ability of dynamic and precise speed control.
In this paper, improved rotor position estimation for position sensorless control system of the SRM (Switched Reluctance Motor) is presented. For more accurate rotor position estimation, the PLL (Phase Locked Loop) based position interpolation is adapted. In the current-flux-rotor position lookup table based rotor position estimation, the inherent current and flux-linkage ripple can cause the position estimation error. Instead of the conventional low-pass filter, the PLL based position interpolation technique is used for the better dynamic performance. The developed rotor position estimation scheme is realized using TMS320F2812 digital signal processor and prototype 1-hp SRM.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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