• 제목/요약/키워드: Phase lock loop (PLL)

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High-Order QAM에 적합한 반송파 동기회로 설계 - II부. 자동모드전환시점 검출기 및 평균모드전환회로를 적용한 Gear-Shift PLL 설계 및 성능평가 (Design of Carrier Recovery Circuit for High-Order QAM - Part II : Performance Analysis and Design of the Gear-shift PLL with ATC(Automatic Transfer-mode Controller) and Average-mode-change Circuit)

  • 김기윤;김신재;최형진
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제38권4호
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    • pp.18-26
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    • 2001
  • 본 논문에서는 극성 판단(Polarity Decision) PD를 이용하여 모드 변환과 루프이득(Loop Gain)의 변환시점을 자동적으로 검출해 주는 ATC(Automatic Transfer mode Control)알고리즘을 설계하고 모드 전환시 안정적으로 주파수 오프셋을 추정하는 평균방식 Gear-shift PLL을 설계하였다. 제안하는 모드 전환 시점 검출 알고리즘인 ATC 알고리즘은 종전의 QPSK방식에 적용되던 Lock Detector 알고리즘보다 구현이 매우 간단하며 정확하게 모드 전환시점을 검출한다. 또한 Shift Register에 저장했던 주파수 추정 값들을 평균하는 평균전환방식은 모드 전환시 낮은 주파수 추정 에러값으로 다음 모드에서의 빠른 추적 성능을 가능하게 한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 적은 회로 면적과 고속 처리가 가능하도록 설계되어 ASIC 설계에 매우 유용하다. 아울러 본 논문에서는 극성판단 PD를 적용하여 위상 포착 및 추적 성능평가를 수행하고 성좌도(constellation)를 각 모드별로 분석하였다.

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960MHz Quadrature LC VCO를 이용한 CMOS PLL 주파수 합성기 설계 (Design of a 960MHz CMOS PLL Frequency Synthesizer with Quadrature LC VCO)

  • 김신웅;김영식
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권7호
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    • pp.61-67
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    • 2009
  • 본 논문에서는 0.25-$\mu$m 디지털 CMOS공정으로 제작된 UHF대역 RFID를 위한 무선통신용 쿼드러처(Quadrature) 출력이 가능한 Integer-N방식의 PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하여 측정하였다. Integer-N 방식의 주파수 합성기의 주요 블록인 쿼드러처 전압제어 발진기(Voltage Controeld Oscillator, VCO)와 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector, PFD), 차지 펌프(Charge Pump, CP)를 설계하고 제작하였다. 전압제어발진기는 우수한 위상노이즈 특성과 저전력 특성을 얻기 위해 LC 공진기를 사용하였으며 전압제어 가변 캐패시터는 P-channel MOSFET의 소스와 드레인 다이오드를 이용하여 설계되었으며 쿼드러처 출력을 위해 두 개의 전압제어발진기를 서로 90도 위상차를 가지도록 설계하였다. 주파수 분주기는 프리스케일러(Pre-scaler)와 아날로그 디바이스사의 칩 ADF4111을 사용하였으며 루프 필터는 3차 RC필터로 설계하여 측정하였다. 측정결과 주파수 합성기의 RF 출력 전력은 50옴 부하에서 -13dBm이고, 위상 잡음은 100KHz offset 주파수에서 -91.33dBc/Hz 이었으며, 동작 주파수영역은 최소 930MHz에서 최대 970MHz이고 고착시간은 약 600$\mu$s이다.

Fractional-N PLL (Phase-Locked Loop) 주파수 합성기 설계 (Fractional-N PLL Frequency Synthesizer Design)

  • 김선철;원희석;김영식
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권7호
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    • pp.35-40
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    • 2005
  • 본 논문에서는 900MHz 대역 중저속 무선 통신용 칩에 이용되는 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용한 Fractional-N PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다 우수한 위상노이즈 특성을 얻기 위해 노이즈 특성이 좋은LC VCO를 사용하였다. 그리고 고착시간을 줄이기 위해서 Charge Pump의 펌핑 전류를 주파수 천이 값에 따라 조절할 수 있도록 제작하였고 PFD의 참조 주파수를 3MHz까지 높였다. 또한 참조 주파수를 높이는 동시에 PLL의 최소 주파수 천이 간격을 10KHz까지 줄일 수 있도록 하기위하여 36/37 Fractional-N 분주기를 제작하였다. Fractional Spur를 줄이기 위해서 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용하였다. 그리고 VCO, Divider by 8 Prescaler, PFD, 및 Charge Pump는 0.25um CMOS공정으로 제작되었으며, 루프 필터는 외부 컴포넌트를 이용한 3차RC 필터로 제작되었다. 그리고 Fractional-N 분주기와 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator는 VHDL 코드로 작성되었으며 Xilinx Spartan2E을 사용한 FPGA 보드로 구현되었다. 측정결과 PLL의 출력 전력은 약 -11dBm이고, 위상노이즈는 100kHz offset 주파수에서 -77.75dBc/Hz이다. 최소 주파수 간격은 10kHz이고, 최대 주파수 천이는 10MHz이고, 최대 주파수 변이 조건에서 고착시간은 약 800us이다.

초고속 광시분할 다중시스템의 DEMUX용 40GHz 위상 동기 회로 (40 GHz optical phase lock loop circuit for ultrahigh speed optical time division demultiplexing system)

  • 김동환
    • 한국광학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.330-334
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    • 2000
  • 40 Gbit/s 속도의 시분할 다중화(OTDM)된 광펄스 신호열로부터 반도체 광증폭기의 4광파 혼합 신호에 포함된 위상정보를 이용하여 10GHz로 위상 동기된 진동자 신호를 추출하였다. 제작된 위상 동기 회로는 5시간이상 안정되게 동작되었고, 위상 동기 주파수의 작동범위는 입력 광펄스의 기본 주파수의 10KHz 이내로 측정되었다.

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자체귀환형 2단 고리발진기를 이용한 고속 CMOS PLL 설계 (Design of a High Speed CMOS PLL with a Two-stage Self-feedback Ring Oscillator)

  • 문연국;윤광섭
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.353-356
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    • 1999
  • A 3.3V PLL(Phase Locked loop) is designed for a high frequency, low voltage, and low power applications. This paper proposes a new PLL architecture to improve voltage to frequency linearity of VCO(Voltage controlled oscillator) with new delay cell. The proposed VCO operates at a wide frequency range of 30MHz~1㎓ with a good linearity. The DC-DC voltage up/down converter is utilized to regulate the control voltage of the two-stage VCO. The designed PLL architecture is implemented on a 0.6${\mu}{\textrm}{m}$ n-well CMOS process. The simulation results show a locking time of 2.6$\mu$sec at 1Hz, Lock in range of 100MHz~1㎓, and a power dissipation of 112㎽.

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고정자 자속 추정과 PLL을 이용한 동기모터의 센서리스 속도 제어 (Sensorless Speed Control of PMSM using Stator Flux Estimation and PLL)

  • 김민호;양오
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.35-40
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    • 2015
  • This paper presents the sensorless position control of the Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) using stator flux estimation and Phase Lock Loop (PLL). The field current and the torque current are required in order to perform the vector control of the PMSM. At this time, it is necessary for the torque to know the exact position of the magnetic flux generated by the permanent magnet, because the torque must be applied torque current in the direction orthogonal to the permanent magnet. In general the speed of the PMSM is controlled by using a magnetic position sensor. However, this paper, we estimates the stator flux by using the PLL method without the magnetic position sensor. This method is simple and easy, in addition it has the advantage of a stabile estimation of the rotor. Finally the proposed algorithm was confirmed by experimental results and showed the good performance.

622Mbps급 광 통신망용 버스트모드 클럭/데이터 복원회로 설계 (Design of Clock and Data Recovery Circuit for 622Mbps Optical Network)

  • 문성용;이성철;문규
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권2호
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    • pp.57-63
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    • 2009
  • 본 논문에서는 빠른 Acquisition time을 갖는 새로운 구조의 수동형 광 통신망에서 쓰이는 버스트 모드 수신기용 622Mbps급 클럭/데이터 복원회로를 제안하고, 이를 구현하였다. 제안된 회로는 CDR(Clock and Data Recovery) 블록과 PLL(Phase Locked Loop) 블록으로 나뉘며, CDR 블록은 클럭이 입력 데이터에 연동되어 지터가 내제된 입력 데이터에도 항상 최적의 샘플링 시점을 갖도록 설계하였다. PLL블록은 Multi-phase generation VCO를 통해 위상이 서로 다른 8개의 클럭을 CDR블록에 제공한다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계 및 레이아웃을 하였고, 시뮬레이션을 위해 $2^7-1$ PRBS 입력데이터를 사용하였다. 시뮬레이션 결과 Peak-to-Peak 지터는 17ps의 복원된 데이터 지터 특성을 가지며, 입력된 데이터는 손실 없이 복원하는 것을 확인하였다.

초광대역 시스템 Hopping Carrier 발생을 위한 0.18um 4.224GHz CMOS PLL 설계 (Design of a CMOS Charge Pump PLL of UWB System LO Generation)

  • 이재경;강기섭;박종태;유종근
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.845-848
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    • 2005
  • This paper describes a 4.224GHz CMOS charge pump PLL for Mode 1 MB-OFDM UWB hopping carrier generation. It includes a qudrature VCO of which the frequency range is from 3.98GHz to 4.47GHz(@ 0.4 to 1.5 V), a divider, a PFD, a loop filter, a charge pump, and a lock detector. Designed in a 0.18um CMOS technology, the PLL draws 6.6mA from a 1.8V supply. The phase noise of the designed VCO is -133dBc/Hz@3MHz.

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왜곡된 전원 전압하에서 Composite 관측기를 이용한단상 PWM 컨버터의 정현파 전류 제어 (Sinusoidal Current Control of Single-Phase PWM Converters under Voltage Source Distortion Using Composite Observer)

  • ;이동훈;이석규
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.466-476
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    • 2011
  • 본 논문에서는 composite 관측기를 이용하여 전원전압 왜곡시 단상 PWM 컨버터의 고성능 전류제어를 제안한다. composite 관측기를 적용함으로써 전원 전압 및 전류의 기본파와 고조파 성분을 시간지연 없이 추출할 수 있다. 추출된 기본파 성분은 전원단의 페이저 각을 찾는 PLL시스템에 이용된다. 멀티 비례-공진 제어기로 단상 입력전류를 정현파로 제어하고 고조파 성분을 제거한다. 시뮬레이션과 실험 결과로 제안된 방법의 타당성을 검증한다.

UHF FRS 대역 CMOS PLL 주파수 합성기 설계 (Design of a CMOS Frequency Synthesizer for FRS Band)

  • 이정진;김영식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권12호
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    • pp.941-947
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    • 2017
  • 본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 FRS 대역 무전기용 반송파 신호를 쿼드러쳐(Quadrature) 형식으로 출력하는 Fractional-N 위상 고정루프(PLL) 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 설계한 주파수 합성기의 주요 블록은 전압 제어 발진기(VCO), 전하 펌프(CP), 루프 필터(LF), 위상 주파수 검출기(PFD) 그리고 주파수 분주기이다. VCO는 우수한 위상잡음과 전력 특성을 얻을 수 있는 LC 공진 방식으로 설계했고, CP는 참조 주파수에 따라 펌핑 전류를 조절할 수 있도록 설계하였다. 주파수 분주기는 16분주의 전치 분주기와 3차 델타-시그마 모듈레이터($3^{rd}$ DSM) 방식의 Fractional-N 분주기로 설계하였다. LF는 외부의 3차 RC 루프 필터로 구성하였다. 측정결과, 주파수 합성기의 동작 주파수 영역은 최소 460 MHz에서 최대 510 MHz이고, 출력전력으로는 약 -3.86 dBm을 얻었다. 출력의 위상잡음은 100 Hz offset 주파수에서 -94.8 dBc/Hz이며 위상 루프 고착 시간은 약 $300{\mu}s$이다.