• 전기학회논문지
• /
• 제59권2호
• /
• pp.465-470
• /
• 2010

The charge pump in a phase-locked loop is a key block in determining reference spurs of the VCO output signal. To reduce reference spurs, the current mismatch in the charge pump must be minimized. This paper presents a dual compensation method to reduce the current mismatch. The proposed charge pump and PLL were realized in a $0.18{\mu}m$ CMOS process. Measured current matching characteristics were achieved with less than 1.4% difference and with the current variation of 3.8% in the pump current over the charge pump output voltage range of 0.35-1.35V at 1.8V. The reference spur of the PLL based on the proposed charge pump was measured to be -71dBc.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제2권1호
• /
• pp.41-48
• /
• 2002

This paper presents a 18-mW, 2.5-㎓ fractional-N frequency synthesizer with l-bit $4^{th}$-order interpolative delta-sigma ($\Delta{\;}$\sum$)modulator to suppress fractional spurious tones while reducing in-band phase noise. A fractional-N frequency synthesizer with a quadruple prescaler has been designed and implemented in a $0.5-\mu\textrm{m}$ 15-GHz $f_t$ BiCMOS. Synthesizing 2.1 GHzwith less than 200 Hz resolution, it exhibits an in-band phase noise of less than -85 dBc/Hz at 1 KHz offset frequency with a reference spur of -85 dBc and no fractional spurs. The synthesizer also shows phase noise of -139 dBc/Hz at an offset frequency of 1.2 MHz from a 2.1GHz center frequency.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
• /
• pp.209-212
• /
• 2000

Charge pump based upon a phase locked loop(PLL) is described. This charge pump show that it is possible to overcome the issue of charge pump current mismatch by using a current subtraction circuit. Also, this charge pump can suppress reference spurs and disturbance of the VCO control voltage. HSPICE simulations are performed using 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS process.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제16권6호
• /
• pp.873-879
• /
• 2016

A charge pump circuit with very short turn-on time is presented for minimizing reference spurs in CMOS PLL frequency synthesizers. In the source switching charge pump circuit, applying proper voltages to the source nodes of the current source FETs can significantly reduce the unwanted glitch at the output current while not degrading the rising time, thus resulting in low spur at the synthesizer output spectrum. A 1.1-1.6 GHz PLL synthesizer employing the proposed charge pump circuit is fabricated in 65 nm CMOS. The current consumption of the charge pump is $490{\mu}A$ from 1 V supply. Compared to the conventional charge pump, it is shown that the reference spur is improved by dB through minimizing the turn-on time. Theoretical analysis is described to show that the measured results agree well with the theory.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.283-289
• /
• 2018

샘플-홀드 커패시터와 전압제어발진기 신호에 동작하는 피드포워드 루프필터를 가진 단방향 전하펌프를 가진 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프는 기존의 2차 RC 필터에 비해서 저항 대신에 스위치와 작은 작은 크기의 커패시터를 사용하여 칩 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전압제어발진기의 위상잡음에 영향을 미치는 ${\Delta}VLPF$의 변화량과, 기준신호 의사잡음에 영향을 미치는 ${\Delta}{\Delta}VLPF$의 변화량을 각각 1/5과 1/6로 줄였다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 시뮬레이션을 통해 위상잡음 특성이 개선된 동작을 확인하였다. 향후 시뮬레이션을 바탕으로 칩을 제작하여 성능을 검정할 계획이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권5호
• /
• pp.49-54
• /
• 2009

USN 센서노드 무선통신부에 내장하기 위한 1.9GHz RF 주파수 합성기를 $0.18{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 구현하였다. 고속 저잡음 특성을 얻기 위하여 VCO, 프리스케일러, 1/N 분주기, ${\Sigma }-{\Delta}$ 모듈레이터 분수형 분주기, PLL 공통 회로 등의 설계 최적화에 중점을 두고 설계하였으며, 특히 VCO는 N-P MOS 코어 구조 및 캡 뱅크를 적용하여 고속 저전력 및 넓은 튜닝 범위를 확보하였다. 설계된 칩의 크기는 $1.2{\times}0.7mm^2$이며, IP로 활용하기 위한 코어 부분의 크기는 $1.1{\times}0.4mm^2$이다. 측정 결과 PLL 회로의 잡음 면에서도 문제가 될 만한 특정 스퍼는 발생하지 않았으며, 6MHz 기본 스퍼에 해당하는 잡음은 -63.06dB로 나타났다. 위상잡음 특성은 1MHz 오프셋에서 -116.17dBc/Hz로서 양호한 특성을 보였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.39-49
• /
• 1999

This paper describes a 1 GHz, low-phase-noise CMOS fractional-N frequency synthesizer with an integrated LC VCO. The proposed frequency synthesizer, which uses a high-order delta-sigma modulator to suppress the fractional spurious tones at all multiples of the fractional frequency resolution offset, has 64 programmable frequency channels with frequency resolution of $f_ref/64$. The measured phase noise is as low as -110 dBc/Hz at a 200 KHz offset frequency from a carrier frequency of 980 MHz. The reference sideband spurs are -73.5 dBc. The prototype is implemented in a $0.5{\mu}m$ CMOS process with triple metal layers. The active chip area is about $4mm^2$ and the prototype consumes 43 mW, including the VCO buffer power consumption, from a 3.3 V supply voltage.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제46권1호
• /
• pp.63-67
• /
• 2009

전하 펌프의 전류 부정합은 위상 고정 루프의 주파수 성분에 기준 스퍼를 발생시킴으로써 특성을 떨어뜨리게 한다. 전류 부정합은 캐스코드 출력단과 같이 전하 펌프의 출력 저항을 높여줌으로써 감소시킬 수 있다. 그러나 공급 전압이 낮아짐에 따라 트랜지스터를 쌓기 힘들어지게 된다. 본 논문에서는 전류 부정합을 줄이기 위한 새로운 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 출력 단의 채널 길이 변조에 의한 전류 변화를 피드포워드 방식으로 보상해 주는 것이다. 새로운 방법에 대한 시뮬레이션은 CMOS $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권8호
• /
• pp.20-26
• /
• 2001

본 논문에서는 위상획득과정과 동기과정에서의 trade-off를 향상시킨 듀얼 위상 주파수 검출기를 이용하여 차지펌프 PLL을 설계하였다. 제안된 듀얼 위상 주파수 검출기는 상승에지에서 동작하는 POSITIVE 위상 주파수 검출기와 하강에지에서 동작하는 NEGATIVE 위상 주파수 검출기로 구성되어있다. 또한 PLL에 사용된 차지펌프는 전류뺄셈회로를 이용하여 전류 부정합을 감소시켰으며, reference spurs와 전압제어발진기의 변동을 감소시킬수 있도록 구현하였다. 제안된 PLL의 동작특성은 0.25${\mu}m$ CMOS 공종 파라미터를 이용하여 SPICE 시뮬레이션을 통해 검증되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제49권5호
• /
• pp.37-42
• /
• 2012

기존의 전류 스티어링 전하 펌프의 타이밍 부정합 감소를 위한 새로운 전하 펌프를 제안한다. 기존의 전류 스티어링 전하 펌프는 UP, DOWN 신호의 입력단에 NMOS를 사용하여 서로 다른 지연단 수를 갖게 된다. 제안한 전하 펌프에서는 DOWN 신호의 입력단에 PMOS를 사용함으로써 UP, DOWN 신호의 지연단 수를 동등하게 한다. 기존의 전류 스티어링 전하 펌프를 최적화하여 시뮬레이션한 결과 턴온과 턴오프에 대하여 지연시간의 차이는 각각 14ns, 6ns 이다. 반면에 제안한 전하 펌프는 타이밍 부정합이 향상되어 턴온과 턴오프에 대하여 지연시간의 차이는 각각 6ns, 5ns 이다. 타이밍 부정합의 감소로 인하여 기준 스퍼는 -26dBc에서 -39dBc로 줄어들었다. 제안하는 전하 펌프는 CMOS $0.18{\mu}m$ 공정을 사용하여 설계하였다. 측정 결과 전하 펌프 출력 전압 범위 0.3~1.5V에서 최대 1.5%의 전류 부정합을 보인다.