• 제목/요약/키워드: oscillator phase noise

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10-GHz Band Voltage Controlled Oscillator (VCO) MMIC for Motion Detecting Sensors

  • Kim, Sung-Chan;Kim, Yong-Hwan;Ryu, Keun-Kwan
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제16권1호
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    • pp.12-16
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    • 2018
  • In this work, a voltage controlled oscillator (VCO) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) was demonstrated for 10-GHz band motion detecting sensors. The VCO MMIC was fabricated using a $2-{\mu}m$ InGap/GaAs HBT process, and the tuning of the oscillation frequency is achieved by changing the internal capacitance in the HBT, instead of using extra varactor diodes. The implemented VCO MMIC has a micro size of $500{\mu}m{\times}500{\mu}m$, and demonstrates the value of inserting the VCO into a single chip transceiver. The experimental results showed that the frequency tuning characteristic was above 30 MHz, with the excellent output flatness characteristic of ${\pm}0.2dBm$ over the tuning bandwidth. And, the VCO MMIC exhibited a phase noise characteristic of -92.64 dBc/Hz and -118.28 dBc/Hz at the 100 kHz and 1 MHz offset frequencies from the carrier, respectively. The measured values were consistent with the design values, and exhibited good performance.

디지털/아날로그 입력을 통한 백게이트 튜닝 2.4 GHz VCO 설계 (A 2.4GHz Back-gate Tuned VCO with Digital/Analog Tuning Inputs)

  • 오범석;이대희;정웅
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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    • pp.234-238
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    • 2003
  • In this work, we have designed a fully integrated 2.4GHz LC-tuned voltage-controlled oscillator (VCO) with multiple tuning inputs for a $0.25-{\mu}m$ standard CMOS Process. The design of voltage-controlled oscillator is based on an LC-resonator with a spiral inductor of octagonal type and pMOS-varactors. Only two metal layer have been used in the designed inductor. The frequency tuning is achieved by using parallel pMOS transistors as varactors and back-gate tuned pMOS transistors in an active region. Coarse tuning is achieved by using 3-bit pMOS-varactors and fine tuning is performed by using back-gate tuned pMOS transistors in the active region. When 3-bit digital and analog inputs are applied to the designed circuits, voltage-controlled oscillator shows the tuning feature of frequency range between 2.3 GHz and 2.64 GHz. At the power supply voltage of 2.5 V, phase noise is -128dBc/Hz at 3MHz offset from the carrier, Total power dissipation is 7.5 mW.

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마이크로파 레이더 센서 응용을 위한 발진기 설계 및 제작 (Implementation of A Dielectric-Resonator Oscillator for the Microwave Radar Sensor Applications)

  • 김강욱
    • 센서학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.185-190
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    • 2003
  • 최근 적외선이나 초음파, 전자기파 등을 이용해 자연의 신호를 검출해 내는 센서들이 여러 가지 응용분야에서 널리 사용되고 있다. 더욱이 어떤 대상물이 가지고 있는 정보를 감지하는 고성능의 단일센서뿐만 아니라 이를 시스템적으로 개발하고 응용하는 것의 필요성도 높아져 왔다. 본 논문에서는 마이크로파를 이용한 레이더 센서 시스템을 설명하였고, 그 중 CW (Continuous Wave) 도플러 레이더를 이용한 마이크로파 센서 시스템의 동작 및 응용을 살펴보았다. 또한 이러한 시스템에 사용될 수 있는 고안정 주파수원으로 유전체 공진 발진기를 설계 제작하여 상용 시스템으로의 적용 가능성을 보였다. 제작된 유전체 공진 발진기는 12.67 GHz에서 동작하고, 출력전력이 +5.33 dBm 위상잡음은 100 kHz 옵셋주파수에서 -108.5 dBc/Hz를 얻었다.

부고조파를 이용한 X-band 주입 동기 발진기 설계 및 제작 (Design of Subharmonic Injection Locked Oscillator)

  • 전영상;이문규;남상욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.653-662
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    • 1999
  • 본 논문에서는 부고조파를 이용한 주입 동기 발진기를 설계, 제작하였다. 발진기는 Two Signal Method ( (TSM)의 방법을 사용하여 직렬 궤환회로로 설계하였다. 발진기의 발진주파수 9.4 GHz에서 출력전력 6dBm으 로 free-running하고 었고, 입력선호가 들어가연 주파수가 체배되어 locking되었다. 이때 원하는 출력 파형의 크 기는 다른 부고조파 신호에 비해 최소 40dB 이상이며, 2차 부고조파를 이용한 경우 locking range는 최대 220 MHz 정도이고,4차 부고조파를 이용한 경우 10 MHz이었다 이때의 위상잡음은 각각 100 KHz offset에서 -111dBe/Hz, - 104 dBelHz 정도의 특성을 나타내었다.

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디지털/아날로그 입력을 통해 백게이트 튜닝을 이용한 2.4 ㎓ 전압 제어 발진기의 설계 (A 2.4 ㎓ Back-gate Tuned VCO with Digital/Analog Tuning Inputs)

  • 오범석;황영승;채용두;이대희;정웅
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 통신소사이어티 추계학술대회논문집
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    • pp.32-36
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    • 2003
  • In this work, we have designed a fully integrated 2.4GHz LC-tuned voltage-controlled oscillator (VCO) with multiple tuning inputs for a 0.25-$\mu\textrm{m}$ standard CMOS process. The design of voltage-controlled oscillator is based on an LC-resonator with a spiral inductor of octagonal type and pMOS-varactors. Only two metal layer have been used in the designed inductor. The frequency tuning is achieved by using parallel pMOS transistors as varactors and back-gate tuned pMOS transistors in an active region. Coarse tuning is achieved by using 3-bit pMOS-varactors and fine tuning is performed by using back-gate tuned pMOS transistors in the active region. When 3-bit digital and analog inputs are applied to the designed circuits, voltage-controlled oscillator shows the tuning feature of frequency range between 2.3 GHz and 2.64 GHz. At the power supply voltage of 2.5 V, phase noise is -128dBc/Hz at 3MHz offset from the carrier. Total power dissipation is 7.5 mW.

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Ka-Band용 MMIC VCO의 설계 및 제작 (Ka-Band MMIC VCO Design and its Fabrication)

  • 김완식;강서;강대현;정성일;이재철;이종악
    • 전기전자학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.230-235
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    • 2003
  • 소형화, 집적화된 Ka-band용 MMIC VCO(Voltage Controlled Oscillator)를 설계 및 제작하였다. Clapp-Gouriet형 오실레이션 방식을 이용하여 VCO를 직접 설계 및 제작하였고, 또한 이를 별도로 제작한 Alumina 기판과 함께 Carrier 위에서 조립 후 모듈화하였다. 결과적으로 MMIC로 구성된 Ka-band의 VCO 모듈은 출력 10dBm, Bandwidth 400MHz, phase noise -90dBc/Hz@1MHz까지의 성능을 보이면서 우수한 성능을 가짐을 확인할 수 있었다.

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단일 전송선로의 주파수 동조회로를 이용한 push-push 전압제어 발진기의 설계 및 제작 (A Design of Push-push Voltage Controlled Oscillator using Frequency Tuning Circuit with Single Transmission Line)

  • 류근관;김성찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.121-126
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    • 2012
  • 본 논문에서는 전압제어 발진기에서 변형된 구조의 주파수 동조회로를 갖는 push-push 전압제어 유전체 공진 발진기를 설계 및 제작하였다. Push-push 전압제어 유전체 공진 발진기는 중심주파수 16GHz에서 설계되었으며, LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) 기술 공정의 장점을 이용하여 주파수 동조 회로를 A6 기판의 중간 layer에 삽입하여 설계하였으며 이로 인해 회로의 전체 크기를 줄일 수 있었다. 제작된 push-push 전압제어 유전체 공진 발진기의 측정결과 기본 주파수의 억압특성은 30dBc 이상 특성을 나타내었으며 0~12V의 제어전압 범위에서 0.43MHz의 주파수 튜닝 대역폭을 얻었다. 또한 커리어로부터 100KHz 떨어진 지점에서 -103dBc/Hz의 위상잡음 특성을 나타내었다.

K-Band용 SEmi-MMIC Hair-pin 공진발진기 (A Semi-MMIC Hair-pin Resonator Oscillator for K-Band Application)

  • 이현태
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권9B호
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    • pp.1635-1640
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    • 2000
  • 본 논문에서는 기본파를 억제시키고 2차 고조파가 주 발진신호로 동작되는 18GHz 대역의 push-push 발진기를 semi-MMIC 형태로 설계 및 제작하였다. 마이크로스트립 선로를 포함하는 passive component는 semi-insulating GaAs 기판위에 MMIC 공정을 이용하여 구현하고, Chip 형태의 P-HEMT, 저항, 캐패시터를 Au wire-bonding에의해 연결하였으며, via-hole 대신 접지면을 회로 주변에 구성하여, back-side와 wire-bonding하였다. 실험 결과 -10.5 dBm의 출력 전력 특성을 얻었으며, 기본 주파수 억압은 -17.3 dBc/Hz의 특성을 보였다. 위상 잡음은 100kHz offset에서 -97.7 dBc/Hz를 얻었다.

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DBS 수신을 위한 Dual Phase LNB 설계 (The Design of Dual Phase LNB for DBS Receiving)

  • 임윤두;고봉진
    • 한국항행학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.188-194
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    • 2002
  • DBS(Direct Broadcasting Satellite)는 광범위한 주사영역과 고품질의 서비스를 제공하므로 정보화 사회에서 매우 유용한 매체로 활용되고 있으며 이동체에서도 위성 방송을 수신할 수 있는 기술을 필요로 한다. 본 논문에서는 한반도 연근해를 항해구역으로 하는 선박과 육상 이동체에서 DBS 수신이 가능한 trracking antenna용 Dual phase LNB를 설계하였다. 설계한 Dual phase LNB는 저잡음 증폭기 대역통과 필터 발진기, 혼합기, 중간주파 증폭기로 구성하였고 위치 추적을 위해 각각 두 입 출력 위상을 동위상으로 구현하였다. 측정 결과, 11.7 GHz~12.2 GHz의 입력신호에 대하여 잡음지수는 0.87 dBmax, 변환이득 62 dB이고, 온도특성은 $-30^{\circ}C{\sim}60^{\circ}C$에서 ${\pm}400$ kHz이고 위상잡음은 100 kHz 옵셋에서 -101 dBc/Hz로서 우수한 성능을 나타내었다.

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Performance Degradation due to Phase Jitter in IEEE 802.16 Downlink Signals

  • Kim, Youngsun;Kim, Seung-Geun;Kim, Kiseon
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -3
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    • pp.1681-1684
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    • 2002
  • A multilevel modulation with selectable constellations is adopted in the downlink subframe modulation of the IEEE 802.16 standard to increase the total throughput. One of the decision factors of the modulation is the location of SS(Subscriber Station) . Also, for the 802.16, low phase noise of local oscillator is needed due to high operating frequency and severe loss in the propagation channel. We investigate the BER of down-link subframe with the phase jitter under the standard's specified LOS(line of sight) and multipath environment with randomly generated SS locations. Simulation results show BER performance degradation for the modulation corresponding to selected constellations and additionally required SNR to achieve 10$\^$-3/ BER under various phase jitter.

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