• 전기전자학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.21-29
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• 2002

본 논문에서는 전부 디지털 회로로 구성된 고 해상도의 DLL(Delay Locked Loop)를 제안하였다. 제안된 회로는 위상 검출기, 지연 선택 블록, 그리고 각각의 지연 체인을 가지는 Coarse, Fine 그리고 Ultra Fine 위상조정 블록의 삼 단의 형식으로 되어 있다. 첫 번째 단은 Ultra Fine 위상조정블록으로 고 해상도를 얻기 위하여 Vernier Delay Line을 사용하였다. 두 번째와 세 번째 단은 Coarse와 Fine 위상조정블록으로 각각의 단위 지연 체인을 이루는 단위 지연 소자의 해상도 만큼의 위상 제어를 하게 되며, 두 단은 상당히 비슷한 구조를 이루고 있다. 회로는 HSPICE를 이용하여 공급 전압이 3.3V인 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 시뮬레이션 되었다. 시뮬레이션 결과 회로의 해상도를 약 10ps로 높일 수 있었으며, 동작 범위는 250MHz에서 800MHz 이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.234-238
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• 2023

본 논문에서는 PVT(process, voltage, and temperature) 변화에 대한 보상기능을 가지는 시간-디지털 변환기(time-to-digital converter : TDC)를 제안한다. 일반적인 지연 라인(delay line) 기반의 TDC는 인버터의 전파 지연을 기반으로 시간을 측정하기 때문에 근본적으로 PVT 변화에 민감하다. 이 논문은 PVT 변화에 의한 전파 지연을 보상하여 TDC의 해상도 변화를 최소화시키는 방법을 제안한다. 또한 넓은 입력 측정 범위(detection range)를 갖기 위해 Cyclic Vernier TDC (CVTDC) 구조를 채택한다. 제안하는 PVT보상 기능의 CVTDC는 45nm CMOS 공정으로 설계되어, 8mW의 전력을 소모하며, 5 ps의 TDC 해상도 및 약 5.1 ns 입력 측정 범위를 갖는다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권2호
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• pp.7-13
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• 2011

본 논문에서는 디지털 위상고정루프(All-digital PLL)를 구성하는 핵심 블록인 시간-디지털 변환기(Time-to-Digital Converter)를 제안하고 구현하였다. 본 연구에서는 게이티드 링 오실레이터 시간-디지털 변환기(GRO-TDC)의 기본 구조에 버니어 지연단(VDL)을 이용하여 다중 위상을 얻음으로써 보다 높은 해상도를 얻을 수 있는 구조를 제안하였다. 게이티드 링 오실레이터(GRO)는 총 7개의 지연셀을 사용하였고, 버니어 지연단(VDL) 3단을 이용하여 총 21개의 다중 위상을 사용하여 시간-디지털 변환기(TDC)를 설계하였다. 제안한 회로는 $0.13{\mu}m$ 1P-6M CMOS 공정을 사용하여 설계 및 구현하였다. 측정결과, 제안한 시간-디지털 변환기(TDC)의 최대 입력 주파수는 100MHz이고, 해상도는 26ps로 측정되었으며, 출력은 8-비트이며, 검출이 가능한 최대 위상 차이는 5ns의 위상 차이까지 검출이 가능하였다. 전력 소비는 측정된 Enable 신호의 크기에 따라 최소 8.4mW에서 최대 12.7mW로 측정되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권4호
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• pp.411-417
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• 2012

A Coarse-Fine Time-to-Digital Converter (TDC) using the single time amplifier is proposed. A vernier delay line is used to overcome process dependency and the 2-stage time amplifier is designed to have high resolution by increasing the gain of the time amplifier. Single time amplifier architecture reduces the silicon area of the TDC and alleviates mismatch effect between time amplifiers. The proposed TDC is implemented in $0.18{\mu}m$ CMOS process with the supply voltage of 1.8 V. The measured results show that the resolution of the TDC is 0.73 ps with 10-bit digital output, although highend process is not applied. The single time amplifier architecture reduces 13% of chip area compared to previous work. By reducing the supply voltage, the linearity of the TDC is enhanced and the resolution is decreased to 1.45 ps.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권3호
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• pp.247-254
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• 2003

본 연구에서 고속 데이터 전송을 위해 Double Data Rate(DDR) 방식을 사용하는 SDRAM에 내장할 수 있는 저전압 광대역 Delay Locked Loop(DLL) 회로를 설계하였다. 고해상도와 빠른 Lock-on 시간을 위하여 새로운 유형의 위상검출기론 설계하였고 카운터 및 Indicator 등 내장회로의 빠른 동작을 위해 Dual-Data Dual-Clock 플립플롭(DCDD FF)에 기반을 둔 설계를 수행하였으며 이 FF을 사용하므로서 소자수를 70% 정도 감소시킬 수 있었다. Delay Line 중에서 Coarse 부분은 0.2ns 이하까지 검출 가능하며 위상오차를 더욱 감소시키고 빠른 Lock-on 기간을 얻기 위해 Fine 부분에 3-step Vernier Line을 설계하였다. 이 방식을 사용한 본 DLL의 위상오차는 매우 적고 25ps 정도이다. 본 DLL의 Locking 범위는 50∼500MHz로 넓으며 5 클럭 이내의 빠른 Locking을 얻을 수 있다. 0.25um CMOS 공정에서 1.8V 공급전압 사용시 소비전류는 500MHZ 주파수에서 32mA이다. 본 DLL은 고주파 통신 시스템의 동기화와 같은 다른 응용면에도 이용할 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권3호
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• pp.334-341
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• 2015

This research outlines the design of a HR-TDC (High Resolution Time-to-Digital Converter) for high data rate communication systems using a $0.18{\mu}m$ CMOS process. The coarse-fine architecture has been adopted to improve the resolution of the TDC. A two-stage vernier time amplifier (2S-VTA) was used to amplify the time residue, and the gain of the 2S-VTA was larger than 64. The error during time amplification was compensated using two FTDCs (Fine-TDC) with their outputs. The resolution of the HR-TDC was 0.15 ps with a 12-bit output and the power consumption was 4.32 mW with a 1.8-V supply voltage.