• 제목/요약/키워드: voltage controlled oscillator(VCO)

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An InGaP/GaAs HBT Based Differential Colpitts VCO with Low Phase Noise

  • Shrestha, Bhanu;Kim, Nam-Young
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제7권2호
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    • pp.64-68
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    • 2007
  • An InGaP/GaAs HBT based differential Colpitts voltage control oscillator(VCO) is presented in this paper. In the VCO core, two switching transistors are introduced to steer the core bias current to save power. An LC tank with an inductor quality factor(Q) of 11.4 is used to generate oscillation frequency. It has a superior phase noise characteristics of -130.12 dBc/Hz and -105.3 at 1 MHz and 100 kHz frequency offsets respectively from the carrier frequency(1.566 GHz) when supplied with a control voltage of 0 volt. It dissipates output power of -5.3 dBm. Two pairs of on-chip base collector (BC) diodes are used in the tank circuit to increase the VCO tuning range(168 MHz). This VCO occupies the area of $1.070{\times}0.90mm^2$ including buffer and pads.

밴드갭 기준 전압을 이용한 CMOS 전압 제어 발진기의 설계 (A Design of CMOS VCO Using Bandgap Voltage Reference)

  • 최진호
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제52권10호
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    • pp.425-430
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    • 2003
  • A CMOS Voltage-Controlled Oscillator(VCO) for application at temperature stable system is designed. The VCO consists of bandgap voltage reference circuit, comparator, and voltage-to-current converter and the VCO has a temperature stable characteristics. The difference between simulated and calculated values is less than about 5% in output characteristics when the input voltage range is from 1V to 3.25V. The CMOS VCO has error less than about $\pm$0.85% in the temperature range from $-25^{\circ}C$ to $75^{\circ}C$.

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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다중 대역 레이더 탐지기용 광대역 주파수 체배 VCO 구현에 관한 연구 (A Study on the Realization of Broadband frequency Multiple VCO for Multi-Band Radar Detector)

  • 박욱기;강석엽;고민호;박효달
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권10A호
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    • pp.971-978
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    • 2005
  • 본 논문에서는 X/K/Ka 대역 레이더 탐지기(RD : Radar Detector)에 사용 가능한 주파수 체배기를 이용한 전압제어 발진기(VCO : Voltage Controlled Oscillator)를 설계 제작하였다. 기존 레이더 탐지기에 사용된 VCO는 좁은 대역폭과 느린 주파수 가변 속도, 높은 주파수로 인한 양산성의 불안정 등 문제점이 있었다. 이 모든 단점을 개선한 주파수 체배기를 이용한 VCO를 설계 제작하였다. 연구된 주파수 체배 VCO는 측정 결과 발진 주파수는 11.27 GHz, 그때의 출력 전력은 3.64 dBm이며, 바랙터 다이오드에 인가되는 제어 전압을 0 V에서 4.50 V까지 가변 하였을 때 660 MHz의 넓은 주파수 동조 범위를 보였다. 또한 1 MHz의 옵셋 주파수에서 -104.0 dEc의 위상잡음 특성을 나타내어 상용 목적에 적합한 성능을 얻었다.

최적화된 나선형 인덕터를 이용한 이동 통신용 저잡음. 저전력 2㎓ CMOS VCO 설계에 관한 연구 (A 2㎓, Low Noise, Low Power CMOS Voltage-Controlled Oscillator Using an Optimized Spiral Inductor for Wireless Communications)

  • 조제광;이건상;이재신;김석기
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.283-286
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    • 1999
  • A 2㎓, low noise, low power CMOS voltage-controlled oscillator (VCO) with an integrated LC resonator is presented. The design of VCO relies heavily on the on-chip spiral inductor. An optimized spiral inductor with Q-factor of nearly 8 is achieved and used for the VCO. The simulated result of phase noise is as low as -l14 ㏈c/Hz at an offset frequency of a 600KHz from a 2㎓ carrier frequency. The VCO is tuned with standard available junction capacitors, resulting in an about 400MHz tuning range (20%). Implemented in a five-metal 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ standard CMOS process, the VCO consumes only 2㎽ from a single 2.5V supply. It occupies an active area of 620${\mu}{\textrm}{m}$$\times$720${\mu}{\textrm}{m}$.

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링 전압 제어 발진기의 트랜지스터 비율에 따른 소모 전력 변화 (Power Consumption Change in Transistor Ratio of Ring Voltage Controlled Oscillator)

  • 문동우;신후영;이미림;강인성;이창현;박창근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.212-215
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    • 2016
  • 본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 5.08 GHz에서 동작하는 링 전압 제어 발진기(Ring Voltage Controlled Oscillator, Ring VCO)를 제작하였다. Ring VCO는 3단 구조로 각 단의 트랜지스터 크기 비율을 다르게 하여 전류 변화에 따른 소모 전력이 달라짐을 확인하였다. Core의 양단 위, 아래에는 Current Mirror로 전류를 제어하도록 구성하였고, 주파수 조절을 위해 제어 전압을 추가하였다. Ring VCO 측정 결과, 주파수 범위는 65.5 %(1.88~5.45 GHz), 출력 전력 -0.30 dBm, 5.08 GHz 중심주파수에서 -87.50 dBc/Hz @1 MHz의 위상잡음을 갖는다. 또한, 2.4 V 전원에서 31.2 mW 소모 전력을 확인하였다.

65nm CMOS 공정을 이용한 전압제어발진기와 고속 4분주기의 설계 (A Design of Voltage Controlled Oscillator and High Speed 1/4 Frequency Divider using 65nm CMOS Process)

  • 이종석;문용
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권11호
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    • pp.107-113
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    • 2014
  • 60GHz 무선 통신 시스템에 적용 가능한 전압 제어 발진기와 고속 4분주기를 65nm CMOS 공정을 사용하여 설계했다. 전압제어 발진기는 전류소스와 NMOS 차동쌍 LC구조로 설계하였으며 분주기는 차동 인젝션 록킹 구조에 베렉터를 추가하여 동작주파수 범위를 조절할 수 있는 구조로 설계했다. 전압 제어 발진기와 분주기에 모두 전류소스를 추가하여 전원잡음에 따른 위상잡음 특성을 개선하였다. 전압 제어 발진기는 64.36~67.68GHz의 동작범위가 측정됐고, 고속 4분주기는 전압 제어 발진기의 동작범위에 대해 정확한 4분주가 가능하며 5.47~5.97dBm의 높은 출력전력이 측정됐다. 분주기를 포함한 전압제어 발진기의 위상잡음은 1MHz 오프셋 주파수에서 -77.17dBc/Hz이고 10MHz 오프셋 주파수에서 -110.83dBc/Hz이다. 소모전력은 전원전압 1.2V에서 38.4mW 이다 (VCO 포함).

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.

마이크로스트립 패치 안테나를 이용한 2.4 ~ 2.5GHz 에서 동작하는 전압 조정 발진기의 설계 및 제작 (Design and fabrication of the 2.4 to 2.5 GHz voltage controlled oscillator using microstrip patch antenna)

  • 황재호;명노훈
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권2호
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    • pp.78-86
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    • 1996
  • Solid-state devices can be directly integrated with a planar antenna to form active antenna elements. In this paper, the voltage controlled oscillator (VCO) is designed and fabricated at 2.4 to 2.5 GHz using a microstrip patch antenna. A varactor diode is used as avariable reactance. The predicted frequency tuning range of the VCO is 2.448 to 2.498 GHz in the design procedure and the fabricated VCO has 2.446 to 2.498 GHz frequency tuning range when the varactor tuning voltage is varied from 0 to 11V. Transmitted power output of the patch antenna which serves both as a rsonator and a radiating element for VCO is about 18 mW over this tuning range.

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최적화된 나선형 인덕터를 이용한 L1 band GPS 수신기용 130nm CMOS VCO 설계 (Design of 130nm CMOS Voltage Controlled Oscillator Using Optimized Spiral Inductor for L1 band GPS Receiver)

  • 안덕기;황인철
    • 산업기술연구
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    • 제29권B호
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    • pp.101-105
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    • 2009
  • A 1.571GHz LC VCO with optimized spiral inductor for GPS receiver is designed in 130nm CMOS process. The phase noise of the VCO has been reduced the use of high Q inductor and on chip filter. It has phase noise of -91dBc/Hz, -111dBc/Hz, and -131dBc/Hz at 10kHz, 100kHz, and 1MHz offset frequencies from the carrier, respectively. This VCO consumes 2mA from a 0.6V supply.

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