본 논문에서는 새로운 헤어핀 공진기를 제안하고 이를 X 밴드 발진기에 응용하는 연구에 관한 것이다. 새로이 제안된 헤어핀 공진기는 스파이럴 구조를 이용하여 coupling을 강화시키는 구조이다. 기존의 헤어핀 공진기와 새로이 제안된 공진기를 마이크로스트립 선로 상에서 제작하여 특성을 비교하였다. 공진 주파수 9.2 GHz에서 제안된 공진기는 더 높은 loaded quality factor를 보여주었고, 면적 또한 약 50 % 정도 줄어들었음을 확인하였다. 새롭게 제안된 헤어핀 공진기를 이용한 발진기의 측정 결과, 출력 전력은 10.87 dBm이고, 기준 주파수 대비 2차 고조파 성분 억압은 41.99 dBc이며, 100 kHz 오프셋에서 위상 잡음은 -101.49 dBc/Hz의 특성을 얻었다. 이는 기존의 헤어핀 공진기를 이용한 발진기보다 6.17 dB 정도 개선된 위상 잡음 특성에 해당한다.
본 논문에서는 TV set-top tuner용으로 사용할 수 있는 옥타브 밴드를 갖는 전압제어 발진기를 설계하였다. 측정 결과, 주파수 튜닝 범위는 0.9 GHz~2.2 GHz로써 1.3 GHz의 발진 대역을 갖는다. 광대역 튜닝과 선형성, 그리고 일정한 위상 잡음 성능을 유지하기 위해 트랜지스터의 베이스와 에미터부에 모두 4개의 배랙터 다이오드를 사용한 것이 특징이다. 개발된 전압제어발진기는 0 V~20 V의 제어 전압과 10 V, 15 mA의 공급 전력을 필요로 한다. 출력 전력은 5.3 dBm을 중심으로 약 $\pm$1.1 dB의 편차를 갖고, 위상 잡음은 전 발진 대역에서 -94.8 dBc/Hz @ 10 kHz offset 이하의 값을 보인다. 선형성은 평균적으로 65 MHz/V이고 $\pm$10 MHz의 편차를 보인다.
본 논문에서는 새로운 구조의 push-push 발진기를 제안하였다. 제안된 구조는 각각의 발진기를 HDRO(Harmonic Dielectric Resonator Oscillator)로 설계하여 push-push 구조로 결합시킴으로써 기본 주파수 억압 특성을 개선하였고, 고조파 성분의 출력 파워를 향상시켰다. 이에 따른 위상 잡음 증가를 공진기와 병렬 선로 사이의 결합 특성 개선을 통하여 보상하였다. 실험 결과 18.7 GHz에서 9.32 dBm의 출력을 나타내었고, 기본 주파수 억압 특성은 -47.2 dBc, 위상 잡음은 -99.86 dBc@100 kHz의 특성을 보였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제4권3호
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pp.137-142
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2004
In this paper, we present a new current-current negative feedback(CCNF) differential voltage-controlled oscillator (VCO) with 1/f induced low-frequency noise suppressed. By means of the CCNF, the 1/f induced low-frequency noise is removed from the proposed CCNF VCO. Also, high-frequency noise is stopped from being down-converted into phase noise by means of the increased output impedance through the CCNF and the feedback capacitor $C_f. The proposed CCNF VCO represents 11-dB reduction in phase noise at 10 kHz offset, compared with the conventional differential VCO. The phase noise of the proposed CCNF VCO is measured as - 87 dBc/Hz at 10 kHz offset frequency from 5.5-GHz carrier. The proposed CCNF VCO consumes 14.0 mA at 2.0 V supply voltage, and shows single-ended output power of - 12 dBm.
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.
A 2.4 GHz low phase noise fully integrated LC voltage-controlled oscillator (VCO) in $0.18\;{\mu}m$ CMOS technology is presented in this paper. The VCO is optimized based on phase noise reduction. The design of the VCO uses differential varactors which are adopted for symmetry of the circuit, and consider AM-PM conversion due to a cross-coupled pair. The VCO is designed to draw 3 mA from 1.8 V supply voltage. Simulated phase noise is -137.3 dBc/Hz at 3 MHz offset. The tuning range is found to be 300 MHz range from 2.3 GHz to 2.6 GHz.
Various CMOS quadrature-voltage-controlled oscillators(QVCOs) are designed and fabricated for the comparison of the phase noise. The core VCO is composed of two Colpitts oscillators which are cross-coupled with PMOS pair. For the comparison of phase noise with the proposed scheme, the conventional LC VCO followed by the frequency-divide-by-two is designed. The simulation result demonstrate that the proposed scheme shows better phase noise performance by 6dB than that of a conventional scheme in which LC VCO is followed by the frequency-divide-by-two.
본 논문에서는 출력단에 Wilkinson 전력결합기 또는 T 접합 전력결합기를 사용한 20 GHz Push-Push FET 유전체 공진기 발진기를 설계 제작하고 그 특성을 조사 연구하였다. 기본 주파수 10 GHz를 억제하고 제 2 고조파 주파수를 이용하는 20 GHz Push-Push 발진기를 $TE_{01{\delta}}$ 모드의 유전체 공진기와 GaAs MESFET를 두께 H = 20 mil(${\varepsilon}_r$=2.52) 테프론기판 위에 장착하는 구조로 설계하고 제작하였다. Wilkinson 전력결합기를 이용하여 제작된 발진기는 20 GHz에서 출력 전력이 5.67 dBm, 기본 주파수 억압특성은 -29.33 dBc, 위상 잡음은 100 kHz offset에서 -105.5 dBc/Hz 특성을 나타내었으며, T 접합 전력결합기 이용하여 제작된 발진기는 20 GHz에서 출력 전력이 -1.17 dBm, 기본 주파수 억압특성은 -17.84 dBc, 위상 잡음은 100 kHz offset에서 -102.2 dBc/Hz 특성을 나타내었다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권3호
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pp.313-321
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2014
A low-power low-cost polar transmitter for EDGE is designed in $0.18{\mu}m$ CMOS. A differential delta-sigma modulator (DSM) tunes a three-terminal voltage-controlled oscillator (VCO) to perform RF phase modulation, where the VCO tuning curve is digitally pre-compensated for high linearity and the carrier frequency is calibrated by a dual-mode low-power frequency-locked loop (FLL). A digital intermediate-frequency (IF) pulse-width5 modulator (PWM) drives a complementary power-switch followed by an LC filter to achieve envelope modulation with high efficiency. The proposed transmitter with 9mW power dissipation relaxes the time alignment between the phase and envelope modulations, and achieves an error vector magnitude (EVM) of 4% and phase noise of -123dBc/Hz at 400kHz offset frequency.
본 논문에서는 고조파 억압 특성 개선을 위한 저잡음 병렬 궤환형 발진기 (Parallel feedback oscillator)와 주파수 체배기 (frequency doubler)를 설계 및 제작하였다. 주파수 체배를 위한 발진기의 기본 주파수를 유전체 공진기 (DR: Dielectric Resonator) 여파기와 능동소자 사이에서 얻음으로써 불요 고조파를 현저히 억압하였다. 발진기의 기본 주파수 신호는 고조파 신호를 억압하기 위한 부가적인 대역 통과 여파기가 필요치 않으며 곧바로 주파수 체배기의 입력단으로 인가되어 주파수 체배기의 입력 정합 회로가 간단하다. 측정된 발진기의 고조파 억압 특성은 -47.7 dBc이고 주파수 체배기를 이용하였을 때 24.0 GHz 에서의 기본 주파수 억압 특성은 -37.5 dBc이다. 위상 잡음 특성은 중심 주파수에서 10 KHz와 100 KHz 떨어진 곳에서 각각 -80.3 dBc/Hz와 -93.5 dBc/Hz이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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