• 제목/요약/키워드: dual-loop PLL

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IoT 어플리케이션을 위한 분수분주형 디지털 위상고정루프 설계 (Design of Fractional-N Digital PLL for IoT Application)

  • 김신웅
    • 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.

이중 PLL 구조 주파수 합성기의 위상 잡음 개선 (Improvement of Phase Noise in Frequency Synthesizer with Dual PLL)

  • 김정훈;박범준;김지흥;이규송
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.903-911
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    • 2014
  • 본 논문에서는 광대역 수신기에서 고속으로 동작하며, 위상 잡음의 크기와 형태를 개선한 이중 PLL 구조 주파수 합성기를 제안한다. 위상 잡음 및 불요신호의 개선을 위해 두 번째 PLL의 기준 주파수로 사용되는 첫 번째 PLL의 출력주파수를 변경하였다. 6.5~8.5 GHz에서 동작하며, 디지털 NCO(Numerically Controlled Oscillator)와 연계하여 주파수 해상도 1 Hz를 만족하는 주파수 합성기를 설계하였고, 제작된 주파수 합성기는 동조속도 60 us 이내로 동작하며, 출력 전력은 약 -3 dBm 이상, 위상 잡음은 10 kHz offset에서 -95 dBc/Hz 이하를 만족한다.

이중 PLL 구조를 이용한 표면부착형 영구자석 동기전동기 센서리스 구동장치의 성능 개선 (Performance Improvement of Sensorless Drives for Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor using a Dual PLL Structure)

  • 이광운
    • 전력전자학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.543-546
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    • 2017
  • This paper presents a simple approach for improving the performance of back-electromotive force (back-EMF)-estimation-based sensorless drives for surface-mounted permanent magnet synchronous motors (SPMSM). Similar to conventional approaches, a hypothetical d-q synchronous reference frame model of SPMSM is employed in the proposed approach to estimate the back-EMFs. This approach also employs a dual phase locked loop structure to compensate for the effect of the dead time and parameter uncertainty of the inverter on the estimated back-EMFs. The proposed algorithm is validated by conducting experiments.

0.4-2GHz, Seamless 주파수 트래킹 제어 이중 루프 디지털 PLL (A 0.4-2GHz, Seamless Frequency Tracking controlled Dual-loop digital PLL)

  • 손영상;임지훈;하종찬;위재경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권12호
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    • pp.65-72
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    • 2008
  • 이 논문은 seamless 주파수 트래킹 방법을 이용한 새로운 이중 루프 디지털 PLL(DPLL)을 제안한다. Coarse 루프와 fine 루프로 구성되는 이중 루프 구조는 빠른 획득 시간과 스위칭 잡음 억제를 위하여 successive approximation register기법과 TDC 회로를 사용하였다. 제안된 DPLL은 입력 주파수의 long-term 지터에 따른 지터 특성을 보상하기 위하여 Coarse와 fine의 코드 변환 주파수 트래킹 방법을 새로이 추가하였다. 또한, 제안된 DPLL은 넓은 주파수 동작 범위와 낮은 지터 특성 위하여 전류 제어 발진기와 V-I 변환기로 구성되는 전압제어 발진기를 채택하였다. 제안된 DPLL은 동부 하이텍 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였으며 1.8V의 공급전압에서 0.4-2GHz의 넓은 동작 주파수 범위와 $0.18mm^2$의 적은 면적을 가진다. H-SPICE 시뮬레이션을 통하여, DPLL은 2GHz의 동작 주파수에서 18mW 파워소비와 전원잡음이 없는 경우 3psec이하의 p-p period 지터를 확인하였다.

FLL을 이용하여 Lock을 가속시킨 PLL의 최적 설계에 관한 연구 (A Study on the Optimum Design of Fast-Lock PLL using FLL)

  • 강경;박윤식;박재범;우영신;성만영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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    • pp.1132-1135
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    • 2002
  • In this paper, we propose a phase-locked loop (PLL) with dual loops in which advantages of both loops can be combined. Frequency-locked loop (FLL) which is composed of two frequency-to-voltage converters (FVC) and an amplifier makes the frequency synchronize very fast and output signal is synchronized in phase with the input reference signal by charge pump PLL. This structure can improve the trade-off between acquisition behavior and locked behavior.

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A Continuously Tunable LC-VCO PLL with Bandwidth Linearization Techniques for PCI Express Gen2 Applications

  • Rhee, Woo-Geun;Ainspan, Herschel;Friedman, Daniel J.;Rasmus, Todd;Garvin, Stacy;Cranford, Clay
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권3호
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    • pp.200-209
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    • 2008
  • This paper describes bandwidth linearization techniques in phase-locked loop (PLL) design for common-clock serial link applications. Utilizing a continuously tunable single-input dual-path LC VCO and a constant-gain phase detector, a proposed architecture is well suited to implementing PLLs that must be compliant with standards that specify minimum and maximum allowable bandwidths such as PCI Express Gen2 or FB-DIMM applications. A prototype 4.75 to 6.1-GHz PLL is implemented in 90-nm CMOS. Measurement results show that the PLL bandwidth and random jitter (RJ) variations are well regulated and that the use of a differentially controlled dual-path VCO is important for deterministic jitter (DJ) performance.

A novel PLL control method for robust three-phase thyristor converter under sag and notch conditions

  • Lee, Changhee;Yoo, Hyoyol
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.87-88
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    • 2014
  • The paper presents a novel phase locked loop(PLL) control method for robust three-phase thyristor dual converters under sag, notch, and phase loss conditions. This method is applied to three line to line voltages of grid to derive three phase angle errors from three separated single-phase PLLs. They can substitute for abnormal phase to guarantee the synchronization in the various grid fault conditions. The performance of novel PLL with moving average method is verified through simulations.

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무선 통신용 Dual-Modulus Prescaler 위상고정루프(PLL)의 간단한 분주 구조 (Simple Dividing Architecture of Dual-Modulus Prescaler Phase-Locked Loop for Wireless Communication)

  • 김태우;이순섭;최광석;김수원
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.271-274
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    • 1999
  • This paper proposes a simple architecture of digital dividing block in dual-modulus prescaler phase-locked loop used in the wireless communication. Proposed architecture eliminates a swallow counter in the conventional one and demonstrates the advantages in reducing the power consumption and the gate-counts. Therefore, it is suitable for small die area and low power applications. The circuit is designed in a standard 0.35${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS process.

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고속 PLL을 위한 이중구조 PFD ((A Dual Type PFD for High Speed PLL))

  • 조정환;정정화
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제39권1호
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    • pp.16-21
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    • 2002
  • 본 논문에서는 TSPC(True Single Phase Clocking) CMOS 회로를 이용하여 출력특성을 향상시킨 고속 PLL을 위한 이중구조 PFD(Phase Frequency Detector)를 제안한다. 넓은 dead zone과 긴 지연시간을 갖고 있는 기존의 3-state PFD는 고속 동작에 사용되는 PLL(Phase-Locked Loop)에서 사용하는 것은 부적합하다. 이러한 3-state PFD의 단점을 해결하기 위하여 다이내믹 CMOS 논리회로로 구현된 다이내믹 PFD는 duty cycle의 변화에 따라 지터 잡음을 발생하는 문제점을 갖는다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 TSPC 회로와 이중구조를 갖도록 설계되어 제안된 PFD는 dead zone과 duty cycle의 제한조건을 개선하였고, 지터잡음과 응답특성을 개선하였다. 즉, 이중구조를 갖는 PFD는 상승에지에서 동작하는 P-PFD(Positive edge triggered PFD)와 하강에지에서 동작하는 N-PFD(Negative edge triggered PFD)로 구성하여 이득을 증가시켜 응답특성을 개선한다. 제한된 내용의 입증을 위하여 Hspice 시뮬레이션을 수행하였다. 제안된 PFD는 dead zone이 존재하지 않으며, duty cycle의 변화에도 안정된 결과를 나타내며 응답특성이 우수함을 확인할 수 있었다.

이중루프 위상.지연고정루프 설계 (A Design of an Integer-N Dual-Loop Phase.Delay Locked Loop)

  • 최영식;최혁환
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.1552-1558
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    • 2011
  • 본 논문에서는 전압제어지연단(Voltage Controlled Delay Line : VCDL)을 이용하여 기존의 위상고정루프와 다른 형태의 위상 지연고정루프(Phase Delay Locked Loop)를 제안하였다. 이 구조를 이용하여 기존의 위상고정루프의 2차 또는 3차 루프필터(Loop Filter)를 단하나의 커패시터로 구현하여 칩의 크기를 크게 줄였다. 새로이 제안하는 듀얼루프 위상 자연고정루프에서는 전압제어지연단 경로의 커패시터와 전하펌프의 전류 크기를 조절함으로서 작은 이득 값을 가지는 전압제어지연단을 사용할 수 있다. 제안된 회로는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정의 파라미터를 이용하여 Hspice로 시뮬레이션을 수행하고 회로의 동작을 검증하였다.