• 제목/요약/키워드: PLL

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YTG VCO를 이용한 밀리미터파 대역 수신기의 PLL 시스템 연구 (PLL System of a Millimeter-Wave Band Receiver using YIG VCO)

  • 이창훈;정문희;김광동;김효령
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권11호
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    • pp.45-52
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    • 2005
  • 본 논문에서는 밀리미터파 대역의 전파천문 관측용 수신시스템의 안정된 동작을 확보하기 위한 국부발진시스템을 제안하였다. 제안된 국부발진시스템은 $26.5\~40GHz$를 발진하는 YIG 발진기를 VCO로 하여 개발하였다. 이러한 국부발진 시스템은 YIG VCO, 고조파 믹서, 및 아이솔레이터 등을 포함한 발진부, triplexer, limiter, 및 RF 판별 기능 등을 포함하는 RF 프로세싱 부분과 YIG PLL을 위한 모듈과 제어기를 포함한 PLL 시스템으로 구성하여 설계, 개발하였다. 본 연구에서는 개발된 국부 발진시스템의 안정성을 확인하기위해서 온도변화에 따른 출력 주파수와 전력 안정도를 측정하였다. 이러한 실험결과로부터 개발된 국부발진시스템은 일정한 온도에서는 매우 안정된 출력 주파수와 전력특성이 확보됨을 확인하였다.

전류펌핑 알고리즘을 이용한 클락 동기용 CMOS PLL 설계 (Design of a CMOS PLL with a Current Pumping Algorithm for Clock Syncronization)

  • 성혁준;윤광섭;강진구
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권1B호
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    • pp.183-192
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    • 2000
  • 본 논문에서는 전류펌핑 알고리즘을 이용한 클락 동기용 3.3V 단일 공급 전압하에서 3-250MHz 입력 록킹 범위를 갖는 2중 루프 구조의 CMOS PLL 회로를 설계하였다. 본 논문은 전압 제어 발진기 회로의 전압대 주파수의 선형성을 향상시키기 위한 전류펌핑 알고리즘을 이용한 PLL 구조를 제안한다. 설계된 전압 제어 발진기 회로는 75.8MHz-1GHz 의 넓은 주파수 범위에서 높은 성형성을 가지고 동작한다. 또한, 록킹 되었을 때 루프 필터 회로를 포함한 저하 펌프 회로의 전압 변동 현상을 막는 위상 주파수 검출기 회로를 설계하였다. 0.6$\mu\textrm{m}$ N-well single-poly triple metal CMOS 공정을 사용하여 모이 실험 한 결과, 125MHz의 입력 주파수를 갖고 1GHz의 동작 주파수에서 3.5$\mu\textrm{s}$의 록킹 시간과 92mW의 전력 소모를 나타내었다. 측정 결과 V-I 컨버터 회로를 포함한 VCO 회로의 위상 잡음은 100kHz의 옵셋 주파수에서 -100.3dBc/Hz를 나타내었다.

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델타-시그마 변조기와 스퍼 감소 회로를 사용하여 스퍼 크기를 줄인 위상고정루프 (Spur Reduced PLL with △Σ Modulator and Spur Reduction Circuit)

  • 최영식;한근형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.531-537
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    • 2018
  • 스퍼의 크기를 줄이기 위해 델타-시그마 변조기와 스퍼감소회로가 도입된 위상고정루프(PLL)를 제안하였다. 델타-시그마 변조기는 스퍼 잡음을 높은 주파수 대역으로 이동시켜 루프필터가 잡음 제거를 쉽게 할 수 있도록 해준다. 이는 위상고정루프의 대역폭을 적절히 조절하면 스퍼 크기를 크게 감소시킬 수 있다. 스퍼감소회로는 한주기당 발생하는 루프필터 전압변화를 작게 하여 스퍼 크기가 감소되도록 한다. 제안한 스퍼감소회로는 위상고정루프의 크기에 거의 영향이 없을 정도로 간단하게 설계하였다. 이 두 가지 방법을 사용한 제안된 위상고정루프는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 1.8V의 공급전압으로 설계되었으며, 시뮬레이션을 통해 제안된 위상고정루프의 스퍼 크기가 거의 20dB 감소된 것을 확인하였다. 스퍼의 크기가 크게 감소된 위상고정루프는 대역폭이 좁은 통신시스템에 크게 활용될 수 있다.

델타-시그마 변조기와 스퍼 감소 회로를 사용하여 스퍼 크기를 줄인 위상고정루프 (Spur Reduced PLL with ΔΣ Modulator and Spur Reduction Circuit)

  • 최영식;한근형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.651-657
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    • 2018
  • 스퍼의 크기를 줄이기 위해 델타-시그마 변조기와 스퍼감소회로가 도입된 위상고정루프(PLL)를 제안하였다. 델타-시그마 변조기는 스퍼 잡음을 높은 주파수 대역으로 이동시켜 루프필터가 잡음 제거를 쉽게 할 수 있도록 해준다. 이는 위상고정루프의 대역폭을 적절히 조절하면 스퍼 크기를 크게 감소시킬 수 있다. 스퍼감소회로는 한주기당 발생하는 루프필터 전압변화를 작게 하여 스퍼 크기가 감소되도록 한다. 제안한 스퍼감소회로는 위상고정루프의 크기에 거의 영향이 없을 정도로 간단하게 설계하였다. 이 두 가지 방법을 사용한 제안된 위상고정루프는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 1.8V의 공급전압으로 설계되었으며, 시뮬레이션을 통해 제안된 위상고정루프의 스퍼 크기가 거의 20dB 감소된 것을 확인하였다. 스퍼의 크기가 크게 감소된 위상고정루프는 대역폭이 좁은 통신시스템에 크게 활용될 수 있다.

FLL-Assisted-PLL 기반의 텔레메트리 시스템 정밀 시각동기 알고리즘 (Time Synchronization Algorithm based on FLL-Assisted-PLL for Telemetry System)

  • 김건희;진미현
    • 한국항행학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.441-447
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    • 2022
  • 본 논문에서는 주파수 오차 및 위상 오차가 존재하는 텔레메트리 시스템에 적용하기 위한 FLL-assisted-PLL 기반의 시각 동기 알고리즘을 제안한다. 텔레메트리 시스템은 분산 획득 장치들로부터 상태 정보를 계측하여 비행 상태를 분석할 수 있는 데이터를 생성하며, 각 상태 정보를 오차 없이 수집하기 위해서는 마스터와 슬레이브간의 정밀한 시각 동기가 필요하다. 이때, 마스터의 시각펄스에는 외부 및 내부 요소로 인하여 발생할 수 있는 주파수 및 위상 변화가 존재하므로 지속적으로 텔레메트리 데이터를 제공하기 위해서 정밀 시각 동기를 유지할 수 있는 방법이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 고속 시각동기가 가능할 뿐만 아니라 넓은 범용성, 높은 시각 동기 정밀도를 갖는 FLL-assisted-PLL 기반의 시각 동기 알고리즘을 제안하고 구현을 통해 타당성을 검증하였다. 이때 이론적인 성능 검증을 위하여 파이썬 기반의 시뮬레이션을 수행하였으며, 실제 텔레메트리 시스템에 적용하기 위해 FPGA 내에 VHDL 로직을 구현하여 주파수 오차 및 위상 오차에 따른 성능 평가를 수행하였다.

2.7Gbps/1.62Gbps DisplayPort 송신기용 PLL 및 확산대역 클록 발생기의 설계 (A Design of PLL and Spread Spectrum Clock Generator for 2.7Gbps/1.62Gbps DisplayPort Transmitter)

  • 김영신;김성근;부영건;허정;이강윤
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권2호
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    • pp.21-31
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    • 2010
  • 본 논문에서는 DisplayPort용 전자기기 또는 클록 발생을 요구하는 다양한 회로에서 발생 할 수 있는 전자방해(EMI) 현상을 줄일 수 있는 위상 동기 루프와 확산 대역 클록 발생기를 구현 하였다. 이 시스템은 기본적으로 송신용 위상 동기 루프와 확산 대역 클록 발생기 구현을 위한 전하펌프2 와 기준주파수 분주기 등으로 구성된다. 본 논문에서는 2.7Gbps/1.62Gbps DisplayPort 응용 회로에 적합 하도록 10개의 다중 위상 신호를 출력 할 수 있는 270MHz/162MHz 듀얼 모드 위상 동기 루프를 설계 하였고 추가적으로 1.35GHz/810MHz의 위상 동기 루프를 설계하여 지터를 크게 감소시킬 수 있는 구조를 제안하였다. 270MHz/162MHz 위상 동기 루프와 5:1 시리얼라이저 2개, 그리고 1.35GHz 위상 동기 루프와 2:1 시리얼라이저를 연동함으로써 지터 성분을 크게 줄일 수 있다. 위상 동기 루프에서 사용 된 주파수 전환 다중위상 전압제어 발진기와 더불어 DisplayPort 규격에 맞는 주파수 전환이 가능 하도록 분주기를 공유하고 50% duty ratio를 보장할 수 있는 주파수 분주기 구조를 제안 하였다. 또한, 지터를 줄이기 위해서 출력전류 오차를 크게 줄일 수 있는 전하펌프 구조를 제안 하였다. 0.13 um CMOS 공정을 사용하여 설계 하였으며, 270MHz/162MHz PLL의 칩 면적은 $650um\;{\times}\;500um$ 이고, 1.35GHz/810MHz PLL의 칩 면적은 $600um\;{\times}\;500um$ 이다. 270MHz/162MHz 위상 동기 루프 전압제어 발진기의 조절 범위는 330MHz이고, 위상 잡음은 1MHz 오프셋에서 -114cBc/Hz, 확산대역 클록 발생기의 확산 진폭도 는 0.5%이고, 변조 주파수는 31kHz이다. 전체 전력 소모는 48mW이다.

120 GHz 국부발진기의 설계 및 제작 (A Design and Fabrication of 120 GHz Local Oscillator)

  • 이원희;정태진
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.71-76
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    • 2010
  • 본 논문은 캐리어 주파수가 240 GHz인 THz 대역 송수신기에 있어서, 서브하모닉 믹서의 LO 주파수로 사용되는 120 GHz 국부발진기의 설계 및 제작에 관한 것이다. 120 GHz 국부발진기는 40 GHz PLL(Phase Locked Loop), 40 GHz 대역통과필터(Band Pass Filter), 3 체배기(frequency tripler), 120 GHz 대역통과필터로 구성되어 있으며, 3 체배기는 상용품을 이용하였다. 40 GHz PLL의 위상잡음은 100 kHz offset 주파수에서 -105 dBc/Hz의 성능을 보였고, 120 GHz의 대역통과필터의 중심주파수 119 GHz, 대역폭 5 GHz 일 때 삽입손실은 1.3 dB로 측정되었다. 제작된 120 GHz 국부발진기의 최종 출력은 6.6 dBm이었다.

2차-RC 필터와 Sample-Hold 커패시터로 구성된 루프 필터와 단방향 전하펌프를 가진 PLL (A PLL with an unipolar charge pump and a loop filter consisting of sample-hold capacitor and 2nd-order RC filter)

  • 백승하;최영식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.2380-2386
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    • 2013
  • 이 논문에서는 2차-RC 필터와 sample-hold 커패시터로 구성된 루프필터와 단방향 전하펌프를 가진 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프의 목적은 전하펌프의 전류 불일치에 의한 기준 신호 의사 잡음을 개선 한다는 것이다. 또한 이를 통하여 위상 잡음 특성도 개선하였다. 회로는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정의 파라미터를 이용하여 HSPICE로 시뮬레이션을 수행하였고 회로의 동작을 검증하였다.

YTO를 이용한 광대역 저 위상 잡음 주파수 합성기 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Wideband Low Phase Noise Frequency Synthesizer Using YTO)

  • 채명호;이행수;홍성용
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권11호
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    • pp.1074-1080
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    • 2013
  • 광대역에서 저 위상 잡음 특성을 갖는 주파수 합성기를 YTO를 이용하여 설계하였다. 위상 잡음을 낮추기 위해 분주비를 줄일 수 있는 offset PLL 구조를 사용하였다. 위상 잡음 모델링을 이용하여 PLL의 loop filter, YTO의 Main 드라이버 회로와 FM 드라이버 회로의 loop filter를 최적화하였다. 또한, 1 Hz 이하의 고해상도를 얻기 위하여 DDS를 기준 신호로 사용하였다. 제작된 주파수 합성기의 위상 잡음은 3.2~6.8 GHz에서 -107 dBc/Hz @10 kHz 이하로 측정되었다. 측정 결과와 위상 잡음 모델링을 통해 계산한 값과 비교한 결과, 잘 일치함을 확인함으로써 위상 잡음 모델링이 타당함을 검증하였다.

자립형 이동로봇 구동을 위한 직류 서보전동기 PLL 속도제어 시스템에 관한 연구 (A Study on PLL Speed Control System of DC Servo Motor for Mobile Robot Drive)

  • 홍순일
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제17권3호
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    • pp.60-69
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    • 1993
  • The speed control associated with dc servo motors for direct-drive applications of mobile robot is considered in this study. Robot is moved by power wheeled steering of two dc servo motors mounted to it. In order to cooperate with micro-computer and to achieve the high-performance operation of dc servo motor, speed control system is composed of a digital Phase Locked Loop and H-type drive circuit. And the motor is driven by Pulse Width Modulations. In controlling PWM, it is modified to compose of H-type drive circuit with feedback diodes and switching transistor and design of control sequence so that it may show linear characteristics. As a result, speed characteristics of motor showed linear features. In order to get data on design of PLL control system, the parameters of 80[W[ motor & robot device is measured by simple software control. The PLL speed control system is schemed and designed by leaner drive circuit and measured parameters. A complete speed control system applied to 80[W] dc servo motor showed good linearity, stability and high response. Also, it is verified that the PLL speed control system has good compatibility as a mobile robot driver.

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