• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.582-586
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• 2005

본 논문은 locking 상태에 따라서 루프대역폭이 변화하는 Phase Locked Loop (PLL)의 구조를 제안하였다. 제안한 PLL은 기본적인 PLL 블록과 NOR Gate, Inverter, Capacitor, 그리고 Schmitt trigger로 이루어진 Locking Status Indicator(LSI) 블록으로 구성되었다. LSI는 Loop Fille.(LF)에 공급되는 전류와 저항 값을 locking 상태에 따라 변화시켜서 unlock이 되면 넓은 루프대역폭 가지는 PLL로, lock이 되면 좁은 루프대역폭을 가지는 PLL로 동작하도록 한다. 이러한 구조의 PLL은 짧은 locking 시간과 저 잡음의 특성을 동시에 만족시킬 수 있다. 제안된 PLL은 Hynix CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 Hspice 시뮬레이션 하였으며 40us의 짧은 locking 시간과 -76.1dBc 크기의 spur를 가진다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1836-1840
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• 2003

This paper, we propose a new phase-locked loop (PLL) system with the controllable output phase, independent from the output frequency, and lock-up time. This PLL system has a dual control loop is described, the inner loop greatly improved VCO characteristic such as faster speed response as well as higher operation bandwidth, to minimize the effect of the VCO noise and the power supply variation and also get better linearity of VCO output. The main loop is the heart of this PLL which greatly improved the output frequency instability due to the external high frequency noise coupling to the input reference frequency also the main loop can control the output phase, independent from the output frequency, and reduce the lock-up time of the step frequency response. The experimental results confirm the validity of the proposed strategy.

• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권5호
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• pp.65-70
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• 2008

본 논문에서는 루프 대역폭을 조절하여 빠른 위상 고정 시간을 갖는 새로운 구조의 이중 루프 위상고정루프를 제안하였다. 위상고정루프가 out-lock 상태일 때는 채널 간격의 1/10보다 더 큰 대역폭을 갖도록 하였으며, in-lock 부근에서는 채널 간격의 1/10 보다 더 작은 좁은 대역폭을 갖도록 하였다. 제안된 위상고정루프는 표준 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 HSPICE를 이용하여 설계 하였다. 시뮬레이션 결과 PLL의 대역폭을 200KHz 채널 간격 보다 14배 크게 하여 80MHz의 주파수를 변화시키는데 $50{\mu}s$의 빠른 위상고정 시간을 갖는 것으로 나타났다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권2호
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• pp.46-52
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• 2014

본 논문은 다중 이득 제어를 통하여 빠른 lock-time을 갖는 디지털 위상 주파수 검출기 회로를 제안한다. 기준신호와 피드백 신호의 위상 차이가 클 때, 위상 차이가 적으면서 lock에 근접했을 때, lock 이후의 세 경우에 따라 디지털 위상 동기 루프의 이득을 다르게 설정하여 lock-time을 효과적으로 줄일 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 기법을 적용함으로써 기존의 단일 이득 제어 구조보다 lock-time을 약 100배 개선시킬 수 있음을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.104-106
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• 2018

The harmonics and the DC offset in the grid can cause serious synchronization problems for grid connected inverters (GCIs) which leads not able to satisfy the IEEE 519 and p1547 standards in terms of phase and frequency variations. In order to guarantee the smooth and reliable synchronization of GCIs with the grid, Phase Locked Loop (PLL) is the crucial element. Typically, the performance of the PLL is assessed to limit the grid disturbances e.g. grid harmonics, DC Offset and voltage sag etc. To ensure the quality of GCI, the PLL should be precise in estimating the grid amplitude, frequency and phase. Therefore, in this paper a novel Robust PLL technique called Digital Lock-in Amplifier (DLA) PLL is proposed. The proposed PLL estimate the frequency variations and phase errors accurately even in the highly distorted grid voltage conditions like grid voltage harmonics, DC offsets and grid voltage sag. To verify the performance of proposed method, it is compared with other six conventional used PLLs (CCF PLL, SOGI PLL, SOGI LPF PLL, APF PLL, dqDSC PLL, MAF PLL). The comparison is done by simulations on MATLAB Simulink. Finally, the experimental results are verified with Single Phase GCI Prototype.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권12호
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• pp.28-34
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• 2011

본 논문에서는 위상잡음 해석을 이용하여 RSSI(receiver signal strength indicator)용 PLL 주파수 합성기를 설계한다. PLL의 위상잡음, 잠금시간(lock time) 및 스퍼(spur) 억제 능력은 루프 요소의 성능과 루프 필터에 의하여 결정되므로, 합성기의 요구 성능은 PLL 요소의 잡음 성능과 루프 전달함수를 최적화함으로써 구할 수 있다. 이의 응용 예로써, 2.288GHz에서 동작하는 RSSI용 PLL 주파수 합성기를 위상잡음 해석을 이용하여 설계하며, 실험을 통하여 설계의 타당성을 입증한다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권2호
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• pp.187-193
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• 2012

A 1 GHz CMOS fast-lock phase-locked loop (PLL) is proposed to support the quick wake-up time of mobile consumer electronic devices. The proposed fast-lock PLL consists of a conventional charge-pump PLL, a frequency-to-digital converter (FDC) to measure the frequency of the input reference clock, and a digital-to-analog converter (DAC) to generate the initial control voltage of a voltage-controlled oscillator (VCO). The initial control voltage of the VCO is driven toward a reference voltage that is determined by the frequency of the input reference clock in the initial mode. For the speedy measurement of the frequency of the reference clock, an FDC with a parallel architecture is proposed, and its architecture is similar to that of a flash analog-to-digital converter. In addition, the frequency-to-voltage converter used in the FDC is designed simply by utilizing current integrators. The circuits for the proposed fast-lock scheme are disabled in the normal operation mode except in the initial mode to reduce the power consumption. The proposed PLL was fabricated by using a 0.18-${\mu}m$ 1-poly 6-metal complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process with a 1.8 V supply. This PLL multiplies the frequency of the reference clock by 10 and generates the four-phase clock. The simulation results show a reduction of up to 40% in the worstcase PLL lock time over the device operating conditions. The root-mean-square (rms) jitter of the proposed PLL was measured as 2.94 ps at 1 GHz. The area and power consumption of the implemented PLL are $400{\times}450{\mu}m^2$ and 6 mW, respectively.

• ETRI Journal
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• 제35권2호
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• pp.218-225
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• 2013

The pull-out frequency of a second-order phase lock loop (PLL) is an important parameter that quantifies the loop's ability to stay frequency locked under abrupt changes in the reference input frequency. In most cases, this must be determined numerically or approximated using asymptotic techniques, both of which require special knowledge, skills, and tools. An approximating formula is derived analytically for computing the pull-out frequency for a second-order Type II PLL that employs a sinusoidal characteristic phase detector. The pull-out frequency of such PLLs can be easily approximated to satisfactory accuracy with this formula using a modern scientific calculator.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제50권10호
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• pp.479-485
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• 2001

In this paper, we introduce a charge pump phase-locked loop (PLL) architecture which employs a precharge phase frequency detector (PFD) and a sequential PFD to achieve a high frequency operation and a fast acquisition. Operation frequency is increased by using the precharge PFD when the phase difference is within $-{\pi}{\sim}{\pi}$ and acquisition time is shortened by using the sequential PFD and the increased charge pump current when the phase difference is larger than ${\pm}{\pi}$. So error detection range of the proposed PLL structure is not limited to $-{\pi}{\sim}{\pi}$ and a high frequency operation and a higher speed lock-up time can be achieved. The proposed PLL was designed using 1.5 ${\mu}m$ CMOS technology with 5V supply voltage to verify the lock in process. The proposed PLL shows successful acquisition for 200 MHz input frequency. On the other hand, the conventional PLL with the sequential PFD cannot operate at up to 160MHz. Moreover, the lock-up time is drastically reduced from 7.0 ${\mu}s\;to\;2.0\;{\mu}s$ only if the loop bandwidth to input frequency ratio is regulated by the divide-by-4 counter during the acquisition process. By virtue of this dual PFDs, the proposed PLL structure can improve the trade-off between acquisition behavior and locked behavior.