• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제17권1호
• /
• pp.42-47
• /
• 2017

This paper proposes a new series-coupled voltage-controlled oscillator (VCO). The proposed VCO consists of four current-reuse Armstrong VCOs (CRA-VCOs) coupled by four transformers. The series-coupling, current-reuse, and Armstrong topologies improve the phase noise performance by increasing the negative-Gm of the VCO core with half the current consumption of a conventional differential VCO. The proposed VCO consumes 6.54 mW at 9.78 GHz from a 1-V supply voltage. The measured phase noise is -115.1 dBc/Hz at an offset frequency of 1 MHz, and the FoM is -186.5 dBc/Hz. The frequency tuning range is from 9.38-10.52 GHz. The core area is $0.49mm^2$ in a $0.13-{\mu}m$ CMOS process.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제47권2호
• /
• pp.25-34
• /
• 2010

본 논문에서는 주파수 배가 방법을 사용한 초고속 전압 제어 링 발진기를 제안하였다. 제안한 전압 제어 발진기는 TSMC 0.18um 1.8V CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 제안한 주파수 배가 방법은 한 주기 안에서 $90^{\circ}$의 위상차를 가지는 4개의 신호를 AND-OR 연산하여 기본 신호의 두 배 주파수를 가지는 신호를 얻어내는 방법이다. 제안한 발진기는 차동 4단 링 발진기와 NAND 게이트를 사용하여 구성하였다. 전압 제어 링 발진기는 완전 차동 형태로 설계하여 정확하게 $90^{\circ}$의 위상차를 가지는 4개의 신호를 얻을 수 있었으며 공통 모드 잡음에 대해 우수한 잡음 성능을 가지게 되었다. 주파수 배가회로는 AND나 OR 게이트에 비해 집적도가 뛰어난 NAND 게이트를 사용하여 AND-OR 연산을 구현하였다. 설계된 전압 제어 링 발진기는 컨트롤 전압에 따라 3.72GHz에서 8GHz의 출력 주파수를 가지며 4GHz에서 4.7mW의 소비 전력과 1MHz 오프셋 주파수에서 -86.79dBc/Hz의 위상잡음 성능을 가짐을 검증하였다. 기존의 고속 전압 제어 링 발진기와의 비교에서도 모든 면에서 가장 뛰어난 성능을 보였고 저렴한 고속 주파수 합성기와 위상 고정 루프 등에 응용될 수 있음을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.3181-3183
• /
• 2000

As the fact that the simple data of text and sound in early year have been changed to be high quality images and sounds. PLL(Phase-Locked Loop) system plays an important role in communication system. VCO(Voltage Controlled Oscillator) is the most important part in PLL system because it can have critical effects on operation of PLL. Recently, it has been raised the necessity of high speed and high accuracy circuit application. In this paper, a new differential voltage clamped VCO using negative-skewed path is suggested. Using a dual-delay scheme to implement the VCO, higher operation frequency and wider tuning are achieved simultaneously. The dual-delay scheme means that both the negative skewed delay paths and the normal delay paths exist in the same ring oscillator. The negative skewed delay paths decrease the unit delay time of the ring oscillator below the single inverter delay time. As a result, higher operation frequency can be obtained. The whole characteristics of VCO are simulated by using HSPICE. Simulation results show that the resulting operating frequencies are 50% higher than those obtainable from the conventional approaches.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제16권4호
• /
• pp.506-510
• /
• 2016

A triple-band (TB) oscillator was implemented in the TSMC $0.18{\mu}m$ 1P6M CMOS process, and it uses a cross-coupled nMOS pair and two shunt $4^{th}$ order LC resonators to form a $6^{th}$ order resonator with three resonant frequencies. The oscillator uses the varactors for band switching and frequency tuning. The core current and power consumption of the high (middle, low)- band core oscillator are 3.59(3.42, 3.4) mA and 2.4(2.29, 2.28) mW, respectively at the dc drain-source bias of 0.67V. The oscillator can generate differential signals in the frequency range of 8.04-8.68 GHz, 5.82-6.15 GHz, and 3.68-4.08 GHz. The die area of the triple-band oscillator is $0.835{\times}1.103mm^2$.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제27권11호
• /
• pp.83-91
• /
• 1990

전압제어 발진기(VCO:coltage controlled oscillator)는 FM 신호 변조, 주파수 안정기와 디지탈 클럭 재생과 같은 부분의 적용에 필수적인 기본회로이다. 본 논문에서는 BiCMOS 회로를 이용한 차동 증폭기를 사용하여 OTA(operational transconductance amplifier)회로와 OP amp를 설계하고 이를 토대로 하여 VCO 회로를 설계하였다. 그리고 이 VCO는 OTA와 전압 제어 적분기, 그리고 슈미트 트리거 회로로 구성이 되어 있다. 종래에는 CMOS를 사용하여 VCO를 설계하였지만 여기서는 구동능력이 좋은 BiCMOS를 사용하여 VCO를 설계하였다. 이 회로를 SPICE로 시뮬레이션 한 결과 출력 주파수는 105KHz에서 141KHz이며 변화 감도는 15KHz였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제49권8호
• /
• pp.41-46
• /
• 2012

본 논문에서는 X-band 주파수 대역을 위한 직교 신호 발생 전압제어 발진기(Quadrature VCO)를 제안하였다. 제안된 직교신호 발생 전압제어 발진기는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였다. 본 논문에서 제안된 직교 신호 전압제어 발진기는 두 개의 cross-coupled된 차동의 전압제어 발진기와 두 개의 차동 완충기로 구성 되어있다. 이 직교 전압제어 발진기는 4 bit의 capacitor bank와 varactor의 제어 전압으로 주파수를 가변한다. Varactor의 Q-factor를 선형적으로 변화시키기 위해, varactor 에 각각의 다른 bias voltage를 인가하였다. 이 직교 전압제어 발진기는 6.591 GHz에서 8.012 GHz까지의 주파수 가변 범위를 가진다. 이 직교 전압제어 발생기는 7.150 GHz의 출력 주파수를 가질 때 1MHz offset에서 -101.04 dBc/Hz의 Phase noise를 가진다. 공급 전압은 1.5V를 사용 하였고 QVCO core에서 6.5~8.5 mA의 전류를 소모한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
• /
• pp.479-481
• /
• 2006

This paper describes a 2.5V, 320MHz low-noise and low-power Phase Locked Loop(PLL) using a noise-rejected Voltage Controlled ring Oscillator(VCO) fabricated in a TSMC 0.25um CMOS technology. In order to improve the power consumption and oscillation frequency of the PLL, The VCO consist of three-stage fully differential delay cells that can obtain the characteristic of high speed, low power and low phase noise. The VCO operates at 7MHz -670MHz. The oscillator consumes l.58mA from a 320MHz frequency and 2.5V supply. When the PLL with fully-differential ring VCO is locked 320MHz, the jitter and phase noise measured 26ps (rms), 157ps (p-p) and -97.09dB at 100kHz offset. We introduce and analysis the conditions in which ring VCO can oscillate for low-power operation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
• /
• pp.267-269
• /
• 2007

PLL(Phase Locked Loop) are widely used circuit technique in modern electronic systems. In this paper, We propose the low voltage and high speed PLL. We design the PFD(Phase Frequency Detector) by using TSPC (True Single Phase Clock) circuit to improve the performance and solve the dead-zone problem. We use CP(Charge Pump} and LP(Loop filter) for Negative feedback and current reusing in order to solve current mismatch and switch mismatch problem. The VCO(Voltage controlled Oscillator) with 5-stage differential ring oscillator is used to exact output frequency. The divider is implemented by using D-type flip flops asynchronous dividing. The frequency divider has a constant division ratio 32. The frequency range of VCO has from 200MHz to 1.1GHz and have 1.7GHz/v of voltage gain. The proposed PLL is designed by using 0.18um CMOS processor with 1.8V supply voltage. Oscillator's input frequency is 25MHz, VCO output frequency is 800MHz and lock time is 5us. It is evaluated by using cadence spectra RF tools.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권11호
• /
• pp.107-113
• /
• 2014

60GHz 무선 통신 시스템에 적용 가능한 전압 제어 발진기와 고속 4분주기를 65nm CMOS 공정을 사용하여 설계했다. 전압제어 발진기는 전류소스와 NMOS 차동쌍 LC구조로 설계하였으며 분주기는 차동 인젝션 록킹 구조에 베렉터를 추가하여 동작주파수 범위를 조절할 수 있는 구조로 설계했다. 전압 제어 발진기와 분주기에 모두 전류소스를 추가하여 전원잡음에 따른 위상잡음 특성을 개선하였다. 전압 제어 발진기는 64.36~67.68GHz의 동작범위가 측정됐고, 고속 4분주기는 전압 제어 발진기의 동작범위에 대해 정확한 4분주가 가능하며 5.47~5.97dBm의 높은 출력전력이 측정됐다. 분주기를 포함한 전압제어 발진기의 위상잡음은 1MHz 오프셋 주파수에서 -77.17dBc/Hz이고 10MHz 오프셋 주파수에서 -110.83dBc/Hz이다. 소모전력은 전원전압 1.2V에서 38.4mW 이다 (VCO 포함).

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.7-12
• /
• 2011

본 논문은 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음을 갖는 발진 신호의 발생에 적합한 차동 콜피츠 전압제어 발진기 (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 회로를 제안한다. 제안된 회로는 전류원으로 인덕터를 사용함으로써 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음의 발진을 보다 용이하게 한다. 공진기 손실을 보다 줄이기 위하여 단일 콜피츠 발진기의 두 개의 궤환 커패시터 중의 하나를 바렉터 (varactor)로 대체하였다. $0.18{\mu}m$ RF CMOS 기술을 사용하는 포스트 레이아웃 (post-layout) 시뮬레이션 결과는 0.6 V에서 0.9 V 사이의 전원 전압에서 제안된 회로가 1MHz 오프셋 주파수에서 나타내는 위상잡음은 널리 알려진 교차 결합 전압제어 발진기의 위상잡음보다 적어도 7 dBc/Hz 이상 낮음을 보여준다.