• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.74-82
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• 2015

전자장치의 복잡도 증가와 전원 전압 감소 추세에 따라, 내부 또는 외부에서 발생되는 노이즈에 대한 칩 또는 모듈의 전자기 내성 평가는 필수적이다. 칩 레벨 EMS 표준 시험방법으로 IEC 62132-4의 Direct Power Injection(DPI) 방법이 있지만, 실제 칩 내성은 모듈 상 보드 PDN 구조에 영향 받는다. 이 논문에서는 PLL의 내성을 평가하고 보드의 PDN 구조에 따른 잡음 전달 특성을 비교하였다. 여러 PDN을 만들기 위해 다양한 값의 커패시터들과 LDO 사용 유무 조건이 적용되었다. IC의 전자기 요구사항과 IC 및 보드로 구성된 모듈의 전자기 요구사항 간 불일치를 평가하기 위해, PDN들에 따른 노이즈 전달 특성을 분석하는 것은 강건한 EM 특성을 갖도록 설계하는데 중요한 정보를 줄 수 있음을 보였다. DPI 측정 결과는 LDO 사용에 따라 PLL 저주파 영역의 내성이 크게 개선되었음을 보여주며, DPI에 따른 PLL의 주파수 변화를 TEM cell 스펙트럼 측정으로도 확인 할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.714-721
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• 2022

다중 주파수 클럭 신호를 사용하는 시스템 온 칩(SoC: system on a chip)를 위해 위상 고정 루프(PLL: phase-locked loop) 기반 주파수 합성기가 제안된다. 제안하는 PLL 기반 주파수 합성기는 위상 주파수 검출기(PFD: phase frequency detector), 전하 펌프(CP: charge pump), 루프 필터, 전압 제어 발진기(VCO: voltage-controlled oscillator), 그리고 주파수 분주기로 구현되는 전하 펌프 위상 고정 루프와 에지 컴바이너로 구성된다. PLL은 6개의 차동 지연 셀을 사용하여 VCO에 의해 12 위상 클록을 출력하며, 에지 컴바이너는 PLL의 12상 출력 클럭의 에지 컴바이닝과 주파수 분주를 통해 출력 클럭의 주파수를 합성한다. 제안된 PLL 기반 주파수 합성기는 1.2V 공급전압을 사용하는 55nm CMOS 공정에서 설계된다. 설계된 PLL 기반 주파수 합성기는 주파수가 20.75MHz인 기준 클록에 대해 166MHz, 83MHz 및 124.5MHz의 세 클록 신호를 출력한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.697-699
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• 1999

2기가비트급 이상의 Serial-Link Chip에 적용되는 PLL의 특성은 lock-in-time이 빨라야하며 low VDD 동작을 확보해야 한다. 본 논문은 2.8기가비트급의 인터페이스 전송칩에 사용되는 PLL에 내부 전원 공급기를 설계하여 외부전원 3.3V시에 2.5V를 제공하며 이를 PFD/CP/VCO에 개별적 적용하는 제어방법 및 회로를 제안하며 이에 따르는 IPLL의 Lock-In-Time을 1mS 이내로 설계하였으며 외부동작 주파수는 100MHz이상이며 인터페이스 전송량은 2.8기가비트에 이른다. 저전압 설계를 통한 동작전류를 내부 전원 제어를 통해 순차적(Sequential Method)동작을 시킴으로 IPLL 동작시의 전류소모을 2mA이하로 제한하였다. 본 논문에서는 2.8기가비트급 인터페이스 전송칩에 적용한 IPLL의 회로 및 내부전원 공급기의 제어 방법 및 설계결과를 제안하며 이에 따르는 전송칩의 동작방법을 제안한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.193-196
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• 2001

One of the major reasons for not integrating a VCO on one-chip in a PLL (phase locked loop) system is the large chip-to-chip variation of the VCO (voltage controlled oscillator) center frequency. In this thesis, a simple bias technique is proposed to compensate the process fluctuation. The proposed bias technique is applied to the VCO and it reduces the deviation of the VCO center frequency from 35% to 8 %. With the suggested bias technique, a 400 MHz frequency synthesizer is designed for general purpose. It utilizes a programmable divider for various division ratio. The design methodology provides the possibility of the one-chip solution for a PLL system.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.1189-1192
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• 2003

본 논문에서는 노이즈를 고려한 PLL를 설계하였다. 30Mhz∼300Mhz으로 동작하는 VCO를 설계하였다. VCO를 평균 250Mhz으로 동작하도록 하고 reference 주파수, 62.5Mhz로 locking하는 PLL를 설계를 하였다. 300Mhz PLL의 기본적인 구조로 PLL은 PFD(Phase frequency detector), CP(Charge Pump), LF(Loop filter), VCO(Voltage controlled Oscillator)와 Divider로 구성되었다. PFD과 CP는 Dead Zone를 줄이고, 큰 gm를 가지도록 설계를 하였다. PLL에서 가장 중요한 블락인, VCO는 One Chip으로 설계하기 위해 Ring Oscillator로 설계를 하였다. 2.5V 62.5MHZ의 외부 신호를 300MHZ을 발진하는 VCO에서 분주하여 clock synthesizer를 설계하였다. 본 논문은 Hynix0.25공정을 사용하여 설계를 하였으며, 2.5V의 공급 전원을 사용하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.36-42
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• 2008

본 논문은 광통신-시리얼 링크를 위한 40Gb/s 클록 및 데이터 복원 회로의 설계를 제안한다. 설계된 본 회로는 다중 위상을 생성하는 LC 탱크 PLL을 이용하여 8개의 샘플링 클록을 생성하고 $2{\times}$ 오버샘플링 구조의 뱅-뱅 위상 검출기를 이용하여 데이터와 클록의 위상을 조정한다. 40Gb/s의 입력 데이터가 샘플링을 거쳐서 1:4 디멀티플렉싱되어 4채널에 10Gb/s 출력으로 복원되는 구조로서 디지털과 아날로그의 전원을 분리하여 설계가 진행되었다. 인덕터를 사용하여 칩면적은 $2.8{\times}2.4mm^2$을 차지하고 전력소모는 약 200mW이다. 0.18um CMOS공정으로 칩 제작후 측정결과 채널당 악 9.5Gb/s 출력이 측정되었다(직렬입력 약 38Gb/s 해당).

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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• pp.137-140
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• 2005

A frequency synthesizer of 10 GHz $\sim$ 11 GHz for FMCW radar is designed and implemented by the form of indirect frequency synthesizer of a single loop structure. The synthesizer uses a high speed digital PLL chip. It is difficult to divide directly by using a program counter of PLL chip because the output frequency of VCO is 10 GHz $\sim$ 11 GHz, so we lower the frequency to 625 MHz $\sim$ 687.5 MHz by using a prescaler, and then divide the frequency by the program counter. The output frequency sweep of VCO from 10 GHz to 11 GHz is measured.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제7권4호
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• pp.241-246
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• 2007

This paper presents two novel compensation circuits for leakage current and power supply noise (PSN) in phase locked loop (PLL) using a nanometer CMOS technology. The leakage compensation circuit reduces the leakage current of the charge pump circuit and the PSN compensation circuit decreases the effect of power supply variation on the output frequency of VCO. The PLL design is based on a 32nm predictive CMOS technology and uses a 0.9 V power supply voltage. The simulation results show that the proposed PLL achieves 88% jitter reduction at 440 MHz output frequency compared to the PLL without leakage compensator and its output frequency drift is little to 20% power supply voltage variations. The PLL has an output frequency range of 40 $M{\sim}725$ MHz with a multiplication range of 1-1023, and the RMS and peak-to-peak jitter are 5psec and 42.7 psec, respectively.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.154-156
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• 2016

본 논문에서는 기존 위상고정루프의 아날로그 루프 필터 형태와 달리 전압제어발진기의 출력 신호로 동작하는 이산 루프 필터를 사용하여 크기는 작으면서 안정하게 동작하는 위상고정루프를 제안하였다. 샘플링과 부궤환 역할을 하는 스위치와 결합된 작은 크기의 커패시터로 하나의 칩으로 집적화가 가능한 위상고정루프는 1.8V 0.18um CMOS 공정을 이용하여 설계 하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권2호
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• pp.98-104
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• 2017

This work describes the development and comparison of two phase-locked loops (PLLs) based on a 65-nm CMOS technology. The PLLs incorporate two different topologies for the output voltage-controlled oscillator (VCO): LC cross-coupled and differential Colpitts. The measured locking ranges of the LC cross-coupled VCO-based phase-locked loop (PLL1) and the Colpitts VCO-based phase-locked loop (PLL2) are 119.84-122.61 GHz and 126.53-129.29 GHz, respectively. Th e output powers of PLL1 and PLL2 are -8.6 dBm and -10.5 dBm with DC power consumptions of 127.3 mW and 142.8 mW, respectively. Th e measured phase noise of PLL1 is -59.2 at 10 kHz offset and -104.5 at 10 MHz offset, and the phase noise of PLL2 is -60.9 dBc/Hz at 10 kHz offset and -104.4 dBc/Hz at 10 MHz offset. The chip sizes are $1,080{\mu}m{\times}760{\mu}m$ (PLL1) and $1,100{\mu}m{\times}800{\mu}m$ (PLL2), including the probing pads.