• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제13권3호
• /
• pp.198-206
• /
• 2013

This paper presents a wide band, fine-resolution digitally controlled oscillator (DCO) with an on-chip 3-D solenoid inductor using the 0.13 ${\mu}m$ digital CMOS process. The on-chip solenoid inductor is vertically constructed by using Metal and Via layers with a horizontal scalability. Compared to a spiral inductor, it has the advantage of occupying a small area and this is due to its 3-D structure. To control the frequency of the DCO, active capacitor and active inductor are tuned digitally. To cover the wide tuning range, a three-step coarse tuning scheme is used. In addition, the DCO gain needs to be calibrated digitally to compensate for gain variations. The DCO with solenoid inductor is fabricated in 0.13 ${\mu}m$ process and the die area of the solenoid inductor is 0.013 $mm^2$. The DCO tuning range is about 54 % at 4.1 GHz, and the power consumption is 6.6 mW from a 1.2 V supply voltage. An effective frequency resolution is 0.14 kHz. The measured phase noise of the DCO output at 5.195 GHz is -110.61 dBc/Hz at 1 MHz offset.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.591-592
• /
• 2008

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제11권4호
• /
• pp.235-238
• /
• 2011

In this paper, a novel low phase noise voltage-controlled oscillator (VCO) using metamaterial structure and rat race coupler is presented for reducing the phase noise without the reduction of the frequency tuning range. The metamaterial structure has been realized by microstrip square open loop double split ring resonator (SRR). The rat race coupler shows slightly higher transmission compared to a Wilkinson combiner and is, therefore, used instead to improve the performances of VCO. By providing these unique modifications, the proposed push-push VCO has a phase noise of -126.30~-124.83 dBc/Hz at 100 kHz in the tuning range of 5.672~5.800 GHz.

• 한국광학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.527-534
• /
• 2005

하나의 DFB 영역, 위상 조정 영역과 이득 영역으로 구성된 다중 전극 DFB 레이저의 pulsation 동작 특성을 살펴본다. Anti-phase (AP) complex-coupled (CC) DFB 구조를 사용한 경우가 in-phase CC DFB 구조나 index-coupled DFB 구조를 사용한 경우에 비하여 안정된 pulsation 동작이 발생하는 이득 영역과 위상 조정 영역의 전류 범위가 큼을 알 수 있다. AP CC DFB 구조를 사용한 경우 결합 세기가 커질수록, 이득 결합 계수가 커질수록 안정된 pulsation 동작이 발생하는 이득 영역의 전류 범위가 증가하고 pulsation 주파수의 튜닝 영역이 커짐을 볼 수 있다. 또한 위상 조정 영역의 위상 변화에 의한 pulsation주파수의 튜닝 영역도 커짐을 볼 수 있다. 고정된 결합 세기에서 DFB 영역의 길이가 증가할수록 pulsation 동작이 발생하는 위상 조정 영역과 이득 영역의 전류 범위가 증가하여 pulsation 주파수 튜닝 영역이 넓어짐을 볼 수 있다.

• ETRI Journal
• /
• 제27권5호
• /
• pp.473-483
• /
• 2005

In this paper, we propose two LC voltage-controlled oscillators (VCOs) that improve both phase noise and tuning range. With both 1/f induced low-frequency noise and low-frequency thermal noise around DC or around harmonics suppressed significantly by the employment of a current-current negative feedback (CCNF) loop, the phase noise in the CCNF LC VCO has been improved by about 10 dB at 6 MHz offset compared to the conventional LC VCO. The phase noise of the CCNF VCO was measured as -112 dBc/Hz at 6 MHz offset from 5.5 GHz carrier frequency. Also, we present a bandwidth-enhanced LC VCO whose tuning range has been increased about 250 % by connecting the varactor to the bases of the cross-coupled pair. The phase noise of the bandwidth-enhanced LC-tank VCO has been improved by about 6 dB at 6 MHz offset compared to the conventional LC VCO. The phase noise reduction has been achieved because the DC-decoupling capacitor Cc prevents the output common-mode level from modulating the varactor bias point, and the signal power increases in the LC-tank resonator. The bandwidth-enhanced LC VCO represents a 12 % bandwidth and phase noise of -108 dBc/Hz at 6 MHz offset.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.269-281
• /
• 2014

본 논문에서는 루프 군지연을 이용하여 저위상 잡음을 갖는 5 GHz 전압제어 유전체 공진기 발진기(VTDRO: Voltage Tuned Dielectric Resonator Oscillator)의 체계적인 설계를 제안하였다. 설계된 발진기는 폐루프 구조로 공진부, 위상천이부, 증폭부로 구성된다. 먼저 기준 전압제어 유전체 공진기 발진기를 제작하고, 루프 군지연을 측정 후, 전기적 주파수 조정 범위 및 위상 잡음을 측정하였다. 기준 전압제어 유전체 공진기 발진기의 측정 결과로부터, 루프 군지연만 조정될 경우 새로운 전압제어 유전체 공진기 발진기의 전기적 주파수 조정 범위 및 위상 잡음을 수식적으로 예측할 수 있다. 루프군지연이 높을수록 위상 잡음은 개선되고, 전기적 주파수 조정 범위는 좁아지게 된다. 이러한 루프 군지연은 주로 공진부에 의해 결정된다. 따라서 높은 군지연 특성을 갖는 공진부 설계방법의 체계적인 절차를 제안하였다. 측정 결과, 루프군 지연은 약 700 nsec를 보였다. 또한, 5 GHz의 발진 주파수에서 위상 잡음은 수식으로부터 도출한 값과 근사한 100 kHz offset 주파수에서 -154.5 dBc/Hz를 얻었다. 전기적 주파수 조정 범위는 0~10 V의 조정 전압에서 448 kHz를 보였으며, 출력 전력은 약 4.39 dBm을 보였다.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제2권1호
• /
• pp.53-58
• /
• 2018

A novel X-band high speed frequency sweep signal generator based on a tunable optoelectronic oscillator (OEO) incorporating a frequency-swept laser is presented and the theoretical fundamentals of the design are explained. A prototype of the generator with tuning range from 8.8552 GHz to 10.3992 GHz and a fine step about 8 MHz is achieved. The generated radiofrequency signal with a single sideband (SSB) phase noise lower than -100 dBc/Hz@10KHz is experimentally demonstrated within the whole tunable range, without any narrow RF band-pass filters in the loop. And the tuning speed of the frequency sweep signal generator can reach to over 1 GHz/s benefiting from applying a novel dispersion compensation modular instead of several tens of kilometers of optical fiber delay line in the system.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.64-72
• /
• 2005

In this paper, we propose a design method of the millimeter-wave(W-Band) waveguide cavity harmonic voltage controlled oscillator(VCO) using a Gunn diode for the armor sensor. Using the 3-dimensional simulation tool(Ansoft $HFSS^{TM}$), we were able to find the impedance matching point between waveguide and Gunn diode and estimate the oscillation frequency. A varactor diode is used for the frequency tuning, and we find out the equation for the calculation of the tunable frequency range. The designed VCO shows good performances; 17dBm output power at 94GHz center frequency, 520MHz frequency tuning range similar to the estimated value(480MHz).

• 전기전자학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.121-126
• /
• 2012

본 논문에서는 전압제어 발진기에서 변형된 구조의 주파수 동조회로를 갖는 push-push 전압제어 유전체 공진 발진기를 설계 및 제작하였다. Push-push 전압제어 유전체 공진 발진기는 중심주파수 16GHz에서 설계되었으며, LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) 기술 공정의 장점을 이용하여 주파수 동조 회로를 A6 기판의 중간 layer에 삽입하여 설계하였으며 이로 인해 회로의 전체 크기를 줄일 수 있었다. 제작된 push-push 전압제어 유전체 공진 발진기의 측정결과 기본 주파수의 억압특성은 30dBc 이상 특성을 나타내었으며 0~12V의 제어전압 범위에서 0.43MHz의 주파수 튜닝 대역폭을 얻었다. 또한 커리어로부터 100KHz 떨어진 지점에서 -103dBc/Hz의 위상잡음 특성을 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.83-89
• /
• 2010

본 논문에서는 개선된 바랙터 결합 선로를 제안하고, 이 구조를 사용한 주파수 합성기를 설계 제작하였다. 제안된 결합 선로는 기존 구조에 추가적인 $\lambda$/4 전송 선로를 이용하여 바랙터에서 반사되는 잡음신호를 제거하는 구조이다. 제작한 주파수 합성기는 Ku-band 대역에서 헤어핀 공진기를 사용하였으며, PLL을 사용하여 주파수를 고정하였다. 제안된 구조로 제작한 헤어핀 발진기의 경우, 38 MHz의 주파수 조정 범위와 100 kHz offset에서 -97 dBc/Hz의 위상 잡음을 나타내었다. 이러한 측정 결과는 제작한 기존 구조의 바랙터 결합 선로를 가지는 헤어핀 발진기보다 30 MHz 개선된 주파수 조정 범위와 8 dB 개선된 위상 잡음 특성을 가지는 것으로 확인되었다.