• 제목/요약/키워드: Modeling of PLL System

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주파수합성기의 Phase Noise 예측 및 1/f Noise Modeling (The Phase Noise Prediction and 1/f Noise Modeling of Frequency Synthesizer)

  • 김형도;성태경;조형래
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 추계종합학술대회
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    • pp.180-185
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    • 2000
  • 본 논문에서는 주파수합성기에서 가장 큰 노이즈 Source인 VCO 및 각 단에서 발생하는 Phase Noise의 offset 주파수에 따른 변화를 예측하기위해 2303,15MHz의 주파수합성기를 설계하고 Lascari의 방법을 이용해 분석하였다. 그리고 VCO에서 발생되는 여러 중첩 형태로 된 Phase Noise중 저주파대역에서 문제가 되는 1/f Noise룰 3차 System에서 분석하였다. 3차 System에서는 해석이 복잡하므로 수학적인 분석을 통하여 1/f Noise를 예측한다는 것이 어렵지만 pseudo-damping factor의 도입으로 3차 시스템에서의 1/f Noise variance의 해석이 용이하도록 시도하였고 이를 2차 시스템과 비교하여 분석하였다.

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주파수합성기의 Phase Noise 예측 및 3차 PLL 시스템에서의 1/f Noise Modeling (The Phase Noise prediction and the third PLL systems on 1/f Noise Modeling of Frequency Synthesizer)

  • 조형래;성태경;김형도
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.653-660
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    • 2001
  • 본 논문에서는 주파수합성기에서 가장 큰 잡음원인 VCO 및 각 단에서 발생하는 위상잡음 의 offset주파수에 따른 변화를 예측하기 위해 2303.15MHz의 주파수합성기를 설계하고 Lascari의 예측방법 을 이용하여 모델링 하였다. 또한, VCO에서 발생되는 여러 중첩 형태로 된 위상잡음중 저주파대역에서 문제가 되는 1/f noise를 3차 시스템에서 분석하였다. 3차 시스템에서는 해석이 복잡하므로 수학적인 분석을 통하여 1/f noise를 예측한다는 것이 어렵지만 pseudo-damping factor의 도입으로 3차 시스템에서의 1/f noise variance의 해석이 용이 하도록 시도하였고 이를 2차 시스템과 비교.분석하였다. 그 결과, tcxo의 경우 위상잡음이 루프 통과 전 10 kHz offset 주파수에서 -160dBc/Hz, 루프 통과 후 -162.6705dBc/Hz, 100 kHz offset 주파수에서 -180dBc/Hz, 루프 통과 후 -560dBc/Hz로 VCO의 위상잡음에 비해 offset주파수에 따라 루프 통과 후 급격히 감쇠 됨을 알 수 있었다. 2차와 3차 시스템에서의 잡음대역폭과 그 variance factor를 연관하여 3차 시스템에서 의 variance가 2차 시스템의 variance보다 크게 발생함을 알 수 있었다.

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디지털 위상고정루프의 시스템 모델링 및 검증 방법 소개 (Introduction to System Modeling and Verification of Digital Phase-Locked Loop)

  • 김신웅
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.577-583
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    • 2022
  • 위상고정루프에 대해 선형 위상-도메인 모델링을 진행하여 시스템의 안정성을 고려한 각 블록의 설계 매개 변수들을 설정한 이후 빠른 동작 특성을 확인하기 위해 Verilog-HDL 기반의 모델링을 수행할 수 있다. 이때 단순한 동작 특성뿐 아니라 위상잡음 및 비선형 특성까지 모델링에 반영할 수 있는데, 본 논문에서는 디지털-시간 변환기(DTC)의 비선형 특성 및 디지털 조정 발진기(DCO)의 위상잡음 모델링을 추가로 소개한다. 동작 모델을 사용하여 시스템 레벨의 설계를 마치면 시간-도메인 영역에서 과도 응답 시뮬레이션을 진행하여 설계 타당성을 확인할 수 있으며, 출력 신호 결과를 위상잡음 그래프로 나타내어 이를 이상적인 위상잡음 그래프와 비교함으로써 동작과 성능에 대한 검증이 가능함을 나타내었다. 시간-도메인 영역에서 시뮬레이션 소요시간 비교를 위해 TSMC 0.18-㎛ 공정을 사용한 아날로그 위상고정루프의 설계 결과와 비교하였으며, 6 us의 과도 응답 해석을 진행했을 때 1.43초로 트랜지스터 레벨의 아날로그 설계 방식(692초) 대비 484배 빠른 시뮬레이션 시간을 나타내었다.

Enhanced Dynamic Response of SRF-PLL System for High Dynamic Performance during Voltage Disturbance

  • Choi, Hyeong-Jin;Song, Seung-Ho;Jeong, Seung-Gi;Choi, Ju-Yeop;Choy, Ick
    • Journal of Power Electronics
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    • 제11권3호
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    • pp.369-374
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    • 2011
  • Usually, a LPF (low pass filter) is used in the feedback loop of a SRF (synchronous reference frame) - PLL (phase locked loop) system because the measured grid voltage contains harmonic distortions and sensor noises. In this paper, it is shown that the cut-off frequency of the LPF should be designed to suppress the harmonic ripples contained in the measured voltage. Also, a new design method for the loop gain of the PI-type controller in the SRF-PLL is proposed with consideration of the dynamics of the LPF. As a result, a better transient response can be obtained with the proposed design method. The LPF frequency and the PI controller gain are designed in coordination according to the steady state and dynamic performance requirements. Furthermore, in the proposed method, the controller gain and the LPF cut-off frequency are changed from their normal value to a transient value when a voltage disturbance is detected. This paper shows the feasibility and usefulness of the proposed methods through the computer simulations and experimental results.

단상 계통연계형 전력변환 시스템에서 시스템 모델링을 이용한 PLL 성능개선 (Improvement of PLL-Performance for a Single-Phase Grid-Connected Power Conversion System using a System Modeling)

  • 김선민;고영종;이교범
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.286-287
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    • 2010
  • 계통연계 인버터 제어 시 계통 전압과 동상인 전류를 공급해 주기 위해 반드시 계통 전압의 위상 정보가 필요하다. 기존의 PLL 방법은 계통 전압에 고조파가 존재하지 않을 시에 검출된 위상 값은 정확하지만, 고조파 존재 시 정확한 위상 값을 얻을수 없다. 본 논문에서는 전차원 상태 관측기를 이용하여 기본파 성분과 고조파 성분을 분리하여 검출된 위상의 정상상태 오차를 감소시킬 수 있고, 저역통과필터를 고려한 PLL 시스템의 모델링을 이용하여 동특성을 개선하는 방법을 제안하였다. 이를 모의실험을 통하여 검증하였다.

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8200호대 전기기관차 추진시스템 모델링을 이용한 응답특성분석 (Response Characteristic Analysis using Modeling of Propulsion System for 8200 Electric Locomotive)

  • 정노건;장진영;윤차중;김재문
    • 전기학회논문지
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    • 제62권11호
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    • pp.1640-1646
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    • 2013
  • Conventional power conversion unit that is a major part of the propulsion system has applied GTO thyristor as a switching semiconductor device of main circuit since introduction of the 8200 electric locomotive. But problem that quick maintenance is difficult and its cost is increasing occurs because major components of the power conversion unit are slowly discontinued. To solve these, in this paper, it was analyzed the response characteristic of the propulsion system modeling of the 8200 electric locomotive using IGBT which is applied recently to ensure propulsion control technology. As results of response for a Propulsion system modeling, it show that a power conversion unit is controlled by PLL(Phase-locked loop) and SVPWM(Space Voltage PWM) respectively.

IoT 어플리케이션을 위한 분수분주형 디지털 위상고정루프 설계 (Design of Fractional-N Digital PLL for IoT Application)

  • 김신웅
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.800-804
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    • 2019
  • 본 논문은 2.4 GHz 대역의 IoT용 주파수합성기를 위한 이중-루프 구성의 서브-샘플링 디지털 PLL을 소개한다. PLL은 초기에 주파수 분주기를 사용하는 coarse locking을 수행하며, 이 후 최종적으로는 주파수 분주기를 사용하지 않는 서브-샘플링 방식의 fine locking loop로 스위칭하게 된다. DTC를 사용하여 양자화 에러 제거를 수행하며 이를 통해 특정 타이밍 범위를 갖는 고해상도 TDC를 사용함으로써 낮은 인-밴드 위상잡음 특성을 가질 수 있다. 본 논문에서는 또한 coarse loop와 fine loop간의 위상 오프셋을 제거하기 위한 보정 회로를 제안하였다. Coarse locking이 진행되는 동안 fine loop의 위상 에러를 예측하고, 이를 다시 coarse loop에 보상함으로써 빠른 락킹 타임과 안정적인 동작을 확보하였다. 회로는 SystemVerilog 및 Verilog 언어로 모델링 및 Register-Transfer Level (RTL) 수준으로 설계 되었으며 시뮬레이션을 통해 충분히 그 동작이 검증되었다.

연료전지 시스템을 이용한 전기철도 급전계통 전압강하 보상 (The Voltage Drop Compensation of Electric Railway Feeding system using a Fuelcell System)

  • 김재문
    • 전기학회논문지
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    • 제64권2호
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    • pp.342-348
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    • 2015
  • In this paper, fuel cell power generation system that is being studied in recent railway field was applied to compensate for the voltage drop due to the load as driving electric vehicle. PSIM simulation program is to be used to implement the modeling of the electric railway for AC AT feeder system. For it, It was applied to the product-type single-phase PLL algorithm, step-down converter is controlled as power so as to have the fuelcell generation system. Based on it's result, a reactive power due to the catenary impedance in accordance with the current flowing is compensated as linked with fuelcell generation system which supplied the current to the power supply grid. and then its performance was confirmed that voltage compensation effect obtained at SubStation (SS), SubSectioning Post (SSP), Sectioning Post (SP).

축소형 8200호대 전기기관차 추진시스템의 속도변화에 따른 역행특성 연구 (A Study on Powering Characteristic on Speed Variation of Propulsion System of Prototype 8200 Electric Locomotive)

  • 정노건;장진영;윤차중;김재문
    • 전기학회논문지
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    • 제63권10호
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    • pp.1467-1472
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    • 2014
  • This paper study on powering characteristic on speed variation of propulsion system of prototype 8200 electric locomotive propulsion system through simulation modeling. For this purpose, it being applied in the field of railway IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) elements are used. Converter was performed PLL (Phase-Locked Loop) control method that is used to control the phase and output voltage, and the inverter was carried an indirect vector control method to control the speed of traction motor. The results of simulation by modeling and experimental unit, we was confirmed that converter is controlled a unity power factor and output voltage by reference voltage. Also traction motor was controlled by indirect vector control and SVPWM inverter switching method very well.

고배속 DVD 시스템을 위한 PRML 기법에 관한 연구 (A Study on PRML Method for the High Speed DVD System)

  • 이재욱;정병국
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.336-339
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    • 1999
  • In this paper, we describe the accommodation of the PRML technique for the high speed and high density optical disk systems, which has been very effective in the high density HDD systems. To make the PRML technique adequate for the optical disk systems, the channel modeling and the simulation are performed. Finally, the architecture has been designed and realized into an ASIC. We have focused on the differences of PRML architecture between the HDD system and the optical disk system, and the digital realization of the PLL which has been realized with analog circuits.

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