• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권3호
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• pp.34-41
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• 2011

본 논문은 넓은 튜닝 범위와 정밀한 해상도 성능을 가지는 능동 인덕터를 이용한 디지털 제어 발진기에 대한 논문이다. 디지털 제어 발진기의 주파수를 조정하기 위해 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 디지털적으로 조정하는 구조를 제안하였으며, 디지털 제어 발진기의 이득 또한 디지털적으로 조정하여 이득 변화를 상쇄하도록 하였다. 또한, 넓은 튜닝 영역과 정밀한 해상도를 구현하기 위해 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 루프를 제안하였다. 디지털 제어 발진기의 총 주파수 튜닝 영역은 2.1 GHz ~ 3.5 GHz로 1.4 GHz의 영역으로 이는 2.4 GHz의 중간 주파수에 대하여 58 %에 해당한다. 유효 주파수 해상도는 시그마 델타 모듈레이터를 사용하여 0.14 kHz/LSB를 구현하였다. 제안하는 디지털 제어 발진기는 0.13 ${\mu}m$ CMOS 공정으로 설계 되었다. 전체전력 소모는 1.2 V 공급전압에서 6.6 mW이며 위상 잡음 성능은 2.4 GHz 중간 주파수의 경우, 1 MHz 오프셋에서 -120.67dBc/Hz 성능을 보이고 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1047-1053
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• 2011

본 논문에서는 근거리에서 효율 향상을 위해 적응 주파수 제어 회로를 갖는 HF-대역 무선 전력 전송 시스템을 제안하였다. 일반적으로 무선 전력 전송 시스템은 공진기 간의 이격 거리가 가까워짐에 따라 결합 계수가 변하게 되며, 이는 반사 임피던스에 의한 임피던스 부정합을 발생시킨다. 본 연구에서 제안한 방식은 전압제어 발진기의 공진 주파수를 이격 거리에 따라 자동으로 가변함으로써 공진기 간의 거리가 가까워 임피던스 부정합이 큰 경우에도 전송 효율의 저하를 막을 수 있다. 적응 주파수 제어 회로는 방향성 결합기, 검파기 및 루프 필터로 구성된다. 본 논문에서 제안한 방법의 유용성을 입증하기 위하여 HF-대역에서 동작하는 30${\times}$30 $cm^2$ 크기의 루프 안테나를 갖는 무선 전력 전송 시스템을 설계하여 측정한 결과 근거리에서 효율이 개선됨을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.25-30
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• 2010

본 논문에서는 사각 분리형 링 공진기를 기본으로 하는 새로운 노치형 공진기를 제안한다. 이 공진기와 마이크로 스트립 선로가 결합된 R-SRR구조에 대해 전기적인 특성을 시뮬레이션과 측정 결과를 비교하여 나타내었다. 제안된 구조의 공진 특성으로 부터 등가회로를 나타내었고, 공진기의 구조에서 셀의 간격, 셀 사이즈, 셀의 개수 등의 변화에 대한 공진기의 공진 특성의 변화를 나타내었다. 구조적 변수 중에서 셀의 크기 요소가 공진 주파수의 가장 큰 변화 요인이다. 본 연구의 결과는 주파수 가변 대역통과 필터 설계 및 전압 제어 발진기 등의 설계에 활용할 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권2호
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• pp.83-87
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• 2004

Phase noise performance and current consumption of Radio Frequency (RF) Voltage-Controlled Oscillator (VCO) are largely dependent on the Quality (Q) factor of inductor-capacitor (LC) tank. Because the Q-factor of LC tank is determined by on-chip spiral inductor, we designed, analyzed, and modeled on-chip differential inductor to enhance differential Q-factor, reduce current consumption and save silicon area. The simulated inductance is 3.3 nH and Q-factor is 15 at 2 GHz. Self-resonance frequency is as high as 13 GHz. To verify its use to RF applications, we designed 2 GHz differential LC VCO. The measurement result of phase noise is -112 dBc/Hz at an offset frequency of 100 kHz from a 2GHz carrier frequency. Tuning range is about 500 MHz (25%), and current consumption varies from 5mA to 8.4 mA using bias control technique. Implemented in $0.35-{\mu}m$ SiGe BiCMOS technology, the VCO occupies $400\;um{\times}800\;um$ of silicon area.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.60-67
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• 2002

본 논문에서는 발진부 귀환경로에 스위칭소자를 이용하여 최소의 소자을 사용한 소형화된 새로운 방식의 이동통신 단말기용 듀얼대역 VCO(Voltage Control Oscillator)를 제안하였다. VCO에 공진기의 Q(Quality factor)값을 정확히 모델링하기 위하여 공진기를 등가 모델하고, 이론 수치 해석하여 최적의 공진기를 설계하였다. 본 논문에서 제안된 방식을 적용하여 GSM(Global System for Mobile), DCS(Digital Cordless System) 대역의 동작 주파수를 갖는 듀얼대역 전압제어 발진기를 설계하였으며, 논문의 객관성을 입증하기 위해 제작 및 실험을 통하여 새로 제안된 방식의 듀얼대역 전압제어 발진기의 실용화가 가능함을 확인하였고, 앞으로 차세대 이동통신 기기의 고주파 부품 등에 응용될 수 있을 것이다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1749-1753
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• 2003

We proposed several systems for 1Giga bit Modem. The first, Binary ASK(Amplitude Shift Keying) system has a high speed shutter transmitter and no IF(Intermediate Frequency) receiver only by symbol synchronization. The advantage of proposed system is that circuitry is very simple without IF process. The disadvantage of proposed system are that line spectrum occurs interference to other channels, and enhancement to 4-level system is impossible due to its large SNR degradation. The second, Binary phase modulation system has a high speed shutter transmitter and IF-VCO(IF-Voltage Controlled Oscillator) control by base-band phase rotation. Polarity of shutter window is changed by the binary data. The window should be narrow same as above ASK. The advantage of proposed system is which error rate performance is superior. The disadvantage of proposed system are that Circuitry is more complex, narrow pull-in range of receiver caused by VCO and spectrum divergence by the non-linear amplifier. The third, 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)system has a nyquist pulse transmitter and IF-VCO control by symbol clock. The advantage of proposed system are that signal frequency band is a half of 1GHz, reliable pull-in of VCO and possibility of double speed transmission(2Gbps) by keeping 1GHz frequency-band. The disadvantage of proposed system are that circuit complexity of pulse shaping and spectrum divergence by the non-linear amplifier.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제47권4호
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• pp.1-9
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• 2010

초음파신호를 이용하여 두 물체 사이의 거리를 측정할 수 있도록 초음파신호를 발생시키고 이를 수신하여 증폭하는 프론트-앤드 IC를 설계하였다. 40[kHz]~300[kHz]의 초음파 신호를 발생시켜서 피에조진동자를 통해 간헐적으로 송신하는 회로와 피에조 수신기에서 받은 미세한 반사 신호를 증폭하여 노이즈를 제거한 후 처음 송신된 신호와의 시간 차이를 펄스폭으로 출력하고 이를 이용하여 물체사이의 거리를 계산할 수 있는 기능을 내장하였다. 본 설계에서는 두 가지 기술을 작용하여 기능을 개선하였다. 첫째, 주파수 자동조정(SFC) 회로이다. OTA회로의 gm을 가변시켜 초음파 신호발생기의 출력주파수와 수신단의 밴드패스필터의 중심주파수가 서로 연동되도록 조정해 줌으로써 신호 복원을 용이하게 하였다. 둘째, 가변 이득 조절회로(VGC)이다. 이 회로는 두 물체사이의 거리에 상관없이 수신되는 신호의 진폭이 일정하도록 동작하는 기능을 한다. 또한, 출력레벨변환회로를 적용하여 송신신호의 진폭을 40[V]로 상승시켜 측정거리를 늘리는 시도를 하였다. 시뮬레이션을 위한 공정은 0.6um] 급, 40[V] CMOS 공정을 사용하였다. 전원전압 5[V], 소비전력은 약 12[mW]정도이다. 회로의 규모가 최소화 되어 있고 외부소자 수를 줄였기 때문에 휴대형기기에 편리하게 사용할 수 있게 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.1652-1656
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• 2014

본 논문에서는 차량 충돌 방지 레이더 시스템 응용을 위하여 중심 주파수가 77 GHz인 도파관 (waveguide) 전압조정 발진기 (VCO, voltage controlled oscillator)를 구현하였다. 구현된 도파관 전압 조정 발진기는 GaAs 기반의 건다이오드 (Gunn diode)와 버랙터 다이오드 (varactor diode), 도파관 천이기 (waveguide transition), 저역 통과 필터(LPF, low pass filter) 및 공진기 (resonator) 기능을 동시에 수행하는 다이오드의 바이어스 (bias) 포스트 (post)로 구성되어진다. 77 GHz 신호는 동공 (cavity)을 38.50 GHz에서 발진하도록 설계하여 2체배된 신호를 사용하였으며 WR-12에서 WR-10으로 천이되어 출력된다. 도파관 천이기는 77 GHz의 중심주파수에서 1.86 dB의 삽입손실(insertion loss)과 -30.22 dB의 입력반사계수 (S11, input reflection coefficient) 특성을 갖는다. 제작된 도파관 전압조정 발진기는 870 MHz의 대역폭 (bandwidth)과 12.0 dBm ~ 13.75 dBm의 출력 전력 특성을 나타내었다. 위상잡음 특성은 1 MHz 오프셋 (offset)에서 -100.78 dBc/Hz의 우수한 특성을 얻었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.1-14
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• 1998

본 논문에서는 초고속 정보통신망에 이용할 수 있는 이동수신 시스템 단말기의 RF 핵심부품인 안테나, 저잡음 증폭기, 혼합기, VCO와 베이스밴드 처리부에서의 변복조 시스템을 연구하였다. 고속 디지털 통신을 행하는 경우, 안테나의 대역폭과 멀티패스에 의해 생기는 선택성 페이딩이 커다란 문제가 될 수 있는 데 이를 해결하기 위한 방안으로 루프구조의 자계 안테나 특성을 갖는 광대역 소형 MSA(Microstrip Antenna)를 설계 제작하였다. 2단 저잡음 증폭기는 잡음 특성이 우수한 NE32584C를 사용하여 첫단에서 0.4dB 이하의 잡음지수를 갖도록 최적화 하였으며, 두 번째 단은 충분한 이득을 얻을 수 있도록 설계하였다. 그 결과 전체 잡음 지수는 중심 주파수에서 약 0.5dB, 이득은 39dB를 얻었다. 분포형 주파수 혼합기는 Dual-Gate GaAs MESFET를 사용하여 입력단에 하이브리드를 사용하지 않고 10dB 이상의 LO/RF 분리도를 얻었고, 회로의 크기를 최소화하였다. 또한, 선형적인 혼합 신호를 출력하여 베이스밴드에서의 신호왜곡을 감소 시켰으며, 주파수 혼합작용과 증폭작용이 동시에 이루어지므로 변환이득을 얻을 수 있고 분포형 증폭이론을 적용하여 광대역특성을 갖도록 설계하였다. VCO(voltage control oscillator)의 설계는 대신호 해석을 통한 발진기 이론을 도입하여 비교적 안정된 신호를 출력할 수 있도록 설계 제작하였다. 베이스밴드 처리부의 변복조 시스템은 선호의 대역폭을 넓히고 내잡음 간섭성 등에 우수한 방식으로 알려져 있는 DS/SS(Direct Sequence/spread Spectrum) 방식의 시스템 설계이론을 적용하였다. 본 연구에서는 BER 특성이 우수하고 고속 디지털 신호처리에 유리한 DQPSK 변/복조방식을 채택하였으며 PN 부호 발생기는 m-계열 부호를 출력하도록 하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권2호
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• pp.137-144
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• 2008

본 논문에서는 위상 잡음 특성을 개선하기 위하여 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용한 전압 제어 발진기를 제안하였다. 위상 잡음은 2차, 3차 고조파 모두에서 단락 임피던스를 갖는 고조파 조절 회로를 통하여 억제되었으며, 출력 정합 회로에 연결되었다. 또한 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성을 더욱 더 개선하기 위하여 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR를 이용하였다. 위상 잡음 특성 개선을 위하여 높은 Q값을 갖는 공진기 대신에 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용하였기 때문에 낮은 Q값을 갖는 공진기를 통하여 넓은 주파수 조절 범위를 얻을 수 있다. 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로와 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR를 이용한 제안된 전압 제업 발진기의 위상 잡음 특성은 주파수 조절 범위, $5.744{\sim}5.839$ GHz에서 $-127.5{\sim}-126.33$ dBc/Hz @ 100 kHz이다. 고조파 조절 회로가 없는 출력 정합 회로와 마이크로스트립 선로 공진기를 이용한 전압 제어 발진기와 비교했을 경우, 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성은 26.66 dB 개선되었다.