• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.246-248
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• 2007

This paper presents fast locking PLL(Phase Locked Loop) that can improve a jitter noise characteristics and acquisition process by designing a PFD(Phase Frequency Detector) circuit. The conventional PFD has not only a jitter noise caused from such a demerit of the wide dead zone and duty cycle, but also a long delay interval that makes a high speed operation unable. The advanced PFD circuit using the TSPC(True Single Phase Clocking) circuit is proposed, and it has excellent performances such as 1.75us of locking time and independent duty cycle characteristic. It is fabricated in a 0.018-${\mu}m$ CMOS process, and 1.8v supply voltage, and 25MHz of input oscillator frequency, and 800MHz of output frequency and is simulated by using ADE of Cadence.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.742-744
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• 1999

In this paper, a new precharge type PFD for fast locking time of PLL is suggested. It is realized by inserting NMOS transistor and inverter into the precharge part of PFD for isolating the reset of the Up signal from the feedback signal. The new precharge type PFD generates the Up signal while the feedback signal is fixed at a high level. Therefore the new PFD output is increased than the conventional precharge type PFD output. As a result of the increased PFD output, fast locking of PLLs is achieved. Additionally, with control the falling time of the inverter, the dead-zone is reduced and the jitter characteristics are improved. The whole characteristics of PFD and PLL are simulated by using HSPICE. Simulation results show that the dead-zone is 20ps and the locking time of PLL using the new PFD is 38ns at the 350MHz frequency of referecne signal. This value is quite small compared with conventional PFD.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권10호
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• pp.90-96
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• 2006

본 논문에서는 capacitance scaling 구조를 이용하여 짧은 locking 시간과 작은 fractional spur를 가지는 ${\Sigma}{\Delta}$ fractional-N PLL을 설계하였다. 루프필터의 실효 커패시턴스를 변화시키기 위하여 여러 개의 전하펌프를 이용해 서로 다른 경로로 커패시터에 전류를 공급하였다. 필터의 실효 커패시턴스는 동작상태에 따라 크기가 변하며 커패시터들은 하나의 PLL 칩에 집적화 할 수 있을 정도로 작은 크기를 가진다. 또한 PLL이 lock 되면 전하펌프 전류의 크기도 작아져 fractional spur의 크기도 작아진다. 제안된 구조는 HSPICE CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 시뮬레이션 하였으며 $8{\mu}s$ 이하의 locking 시간을 가진다. PLL의 루프필터는 200pF, 17pF의 작은 커패시터와 $2.8k{\Omega}$의 저항으로 설계되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권5호
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• pp.65-70
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• 2008

본 논문에서는 루프 대역폭을 조절하여 빠른 위상 고정 시간을 갖는 새로운 구조의 이중 루프 위상고정루프를 제안하였다. 위상고정루프가 out-lock 상태일 때는 채널 간격의 1/10보다 더 큰 대역폭을 갖도록 하였으며, in-lock 부근에서는 채널 간격의 1/10 보다 더 작은 좁은 대역폭을 갖도록 하였다. 제안된 위상고정루프는 표준 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 HSPICE를 이용하여 설계 하였다. 시뮬레이션 결과 PLL의 대역폭을 200KHz 채널 간격 보다 14배 크게 하여 80MHz의 주파수를 변화시키는데 $50{\mu}s$의 빠른 위상고정 시간을 갖는 것으로 나타났다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권4호
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• pp.534-542
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• 2017

This paper presents a fast locking technique for a fractional-N PLL frequency synthesizer. The technique directly measures $K_{VCO}$ on a chip, computes the VCO's target tuning voltage for a given target frequency, and directly sets the loop filter voltage to the target voltage before the PLL begins the normal closed-loop locking process. The closed-loop lock time is significantly minimized because the initial frequency of the VCO are put very close to the desired final target value. The proposed technique is realized and designed for a 4.3-5.3 GHz fractional-N synthesizer in 65 nm CMOS and successfully verified through extensive simulations. The lock time is less than $12.8{\mu}s$ over the entire tuning range. Simulation verifications demonstrate that the proposed method is very effective in reducing the synthesizer lock time.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.339-344
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• 2017

본 논문에서는 Early-late detector, Duty-rate modulator, 그리고 LSI(Lock Status Indicator)를 사용하여 작은 크기와 빠른 위상고정 시간을 갖는 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프는 작은 용량을 가진 하나의 커패시터를 사용하게 됨으로써 칩의 크기를 결정하는 루프필터의 크기가 작아지게 되어 크기를 최소화 하였다. 기존의 전하펌프와 달리 2개의 전하펌프를 사용하여 하나의 커패시터를 사용하더라도 2차 루프필터를 사용 한 것과 같은 전압파형을 만들어 줌으로써 위상을 고정시킬 수 있다. 2개의 전하펌프는 UP, DN신호 위상의 빠르기를 감지해주는 Early-late detector와 일정한 비율의 파형을 만들어주는 Duty-rate modulator에 의해 제어된다. LSI회로를 사용함으로써 빠른 위상고정시간을 얻을 수 있다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, Hspice 시뮬레이션을 통해 회로의 동작을 검증하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.275-278
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• 1999

In this paper, Dual PFD(Phase Frequency Detector) with improved phase locking time is proposed. The proposed PFD consists of positive and negative edge triggered D flip-flop. In order to confirm the characteristics of proposed PFD, HSPICE simulations are performed using a 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS process. As a result of simulations, the proposed PFD has a characteristic of fast phase locking time with dead zone free.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.509-510
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• 2006

FLL (Frequency Locked Loop) is the core block for high-speed transceiver. It incorporates a PLL for fine locking action, and a coarse controller for coarse locking action. A coarse controller compares frequencies coarsely and is applied to detected frequency difference directly. Compare to conventional FLL, frequency is applied to proposed FLL. Proposed FLL in this paper achieves only 5 cycles for coarse lock and total frequency locking time is 5 times faster than conventional FLL. Thus, proposed FLL is more useful to Ethernet transceiver application that requires high-speed data transfer than conventional FLL. Proposed FLL is based on $0.18{\mu}m$ process.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권4호
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• pp.1513-1525
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• 2016

Rapid and accurate phase synchronization is critical for the reliable control of grid-tied inverters. However, the commonly used software phase-locked loop methods do not always satisfy the need for high-speed and accurate phase synchronization under severe grid imbalance conditions. To address this problem, this study develops a novel open-loop phase locking scheme based on a synchronous reference frame. The proposed scheme is characterized by remarkable response speed, high accuracy, and easy implementation. It comprises three functional cascaded blocks: fast orthogonal signal generation block, fast fundamental-frequency positive sequence component construction block, and fast phase calculation block. The developed virtual orthogonal signal generation method in the first block, which is characterized by noise immunity and high accuracy, can effectively avoid approximation errors and noise amplification in a wide range of sampling frequencies. In the second block, which is the foundation for achieving fast phase synchronization within 3 ms, the fundamental-frequency positive sequence components of unsymmetrical grid voltages can be achieved with the developed orthogonal signal construction strategy and the symmetrical component method. The real-time grid phase can be consequently obtained in the third block, which is free from self-tuning closed-loop control and thus improves the dynamic performance of the proposed scheme. The proposed scheme is adaptive to severe unsymmetrical grid voltages with sudden changes in magnitude, phase, and/or frequency. Moreover, this scheme is able to eliminate phase errors induced by harmonics and random noise. The validity and utility of the proposed scheme are verified by the experimental results.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권5호
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• pp.82-87
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• 2008

본 논문은 고속 위상 고정이 가능한 새로운 듀얼 슬로프 위상고정루프를 제안한다. 기존의 듀얼 슬로프 위상고정루프는 각각 2개의 전하펌프와 위상 주파수 검출기로 구성되었다. 본 논문에서는 위상차에 따라 전하펌프의 전류를 조절해 하나의 전하펌프와 위상 주파수 검출기만으로 듀얼 슬로프 위상고정루프를 구현하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정 파라미터 값으로 HSPICE 시뮬레이션을 수행하여 회로의 동작을 검증하였다. 제안된 듀얼 슬로프 위상고정루프의 위상 고정 시간은 $2.2{\mu}s$로 단일 슬로프 위상고정루프의 위상 고정 시간인 $7{\mu}s$보다 개선된 결과를 얻었다.