본 논문은 주파수 변조 연속파 레이더를 사용하여 화물 선박의 탱크의 내용물의 깊이를 측정하는 레벨 센서의 개발에 관한 것이다. 사용 주파수는 10~11 GHz를 이용하였으며, 테스트용 물체는 RCS가 0.8 $m^2$인 도체판을 사용하였다. 실험은 연구실 내부와 운동장에서 하였으며, 스윕 주기가 100 ms, 안테나 이득이 약 20 dBi인 사각형 혼 안테나를 사용하여 약 5 dBm의 신호를 안테나에 인가하여, 40 m 까지 물체를 움직이며 비트주파수를 측정하여 이론치와 비교하였다. 실험치와 이론치가 잘 일치하였으나 전압제어 발진기의 비선형으로 인해 분해능이 약 10 cm 정도로 측정되었다.
이미 상용화된 시뮬레이터인 PSPICE의 기본적인 변형없이 새로운 소자나 시스템을 시뮬레이션하는데 있어 유용한 설계기법인 매크로모델링 기법을 이용하여 위상동기루프를 설계하였다. 위상동기루프는 위상 검출기와 전압제어 발진기, 루프 필터로 이루어져 있고, 이 중 위상 검출기와 전압제어 발진기를 매크로모델링 하였다. 루프 필터단은 외부에서 연결하도록 되어 있으며, 본 논문에서는 간단한 RC 저역통과 필터를 사용하였다. LM565CN PLL의 데이타 시트를 기준으로 설계한 매크로모델 파라미터로 시뮬레이션한 결과, 자유발진 주파수 2.5KHz에서 upper lock range와 lower lock range는 각각 1138Hz, 1500Hz였고, upper capture range와 lower capture range는 563Hz, 437Hz였다. 또한 실험결과와 시뮬레이션 결과가 일치함을 확인하였다.
We designed an ultra-wide band-pass filter applicable to microwave reflectometry for KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) and to microwave photonics. The proposed ultra-wide band-pass filter exhibits a metamaterial structure characterized by a wide band, low insertion loss, and high skirt selectivity. The proposed filter is applied to enhance the linearity of reflectometry at the output of a VCO (voltage controlled oscillator). The pass-band of the proposed filter is observed at 18~28 GHz, and the out-of-band rejection is below 20 dB. Further, we constructed an unwrapped negative phase of S(2, 1) to verify the characteristics of the metamaterial. The under- and upper-band at lower limits of the pass-band are left- and right-handed, respectively. The group delay of the filter is less than 0.5 ns.
The proposed optical transmitter is composed of FF(flip flop) , PLL (phase locked loop), reference clock generator, serializer and LD driver 10x250 Mb/s data arrays are translated to the 2.5 Gb/s data signal by serializer. In this case, 1 data bus is allocated usually as a reference clock for synchronization. In this proposed optical transmitter, 125 MHz reference clock is generated from 10x250 Mb/s data arrays by reference clock generator. From this method. absent of reference clock bus is available and more data transmission become possible. To achieve high speed operation, the serializer circuit is designed as two stacks. For 10:1 serialization, 10 clocks that have 1/10 lambda differences is essential, so the VCO (voltage controlled oscillator) composed of 10 delay buffers is designed. PLL is for runing at 250 MHz, and dual PFD(phase frequency detector) is adopted for fast locking time. The optical transmitter is designed by using 0.35 um CMOS technology.
기존의 PLL(phase locked loop)은 폐루프 구조이므로 주파수 스위칭 속도가 낮은 단점을 갖는다. 이를 개선하기 위해서 개루프 구조를 혼합한 Digital Hybrid PLL 구조를 연구하였다. 또한 이 구조는 빠른 주파수 스위칭 속도로 동작할 수 있지만, VCO의 전압대 주파수 전달특성을 ROM 형태로 구현하는 DLT(digital look-up table)이 사용되어야 하므로 회로소자가 많아지고 소비전력이 증가된다. 그러므로, 본 논문에서는 복잡한 DLT의 구조를 간단한 Digital logic 회로로 대체시킨 새로운 구조를 제안하였다. 또한 주파수 합성때마다 타이밍 동기화를 이루는 회로를 설계하여 합성기의 항상성을 확보하였으며 DLT를 사용하는 방식과 비교하여 회로소자를 약 $28\%$정도 줄일 수 있다. 고속 스위칭 동작 특성과 주파수 합성을 시뮬레이션과 실제 회로 구현으로 확인하였다.
본 논문에서는 복수개의 부궤환 루프를 도입하여 칩 크기를 획기적으로 줄이면서 잡음 특성을 유지할 수 있는 위상고정루프를 제안하였다. 칩 면적을 최소화하는 것이 주목표이므로 하나의 작은 크기의 커패시터로 구성된 1차 루프필터와 복수개의 FVC를 사용하여 위상고정루프를 설계하였다. 전압제어 발진기에 연결된 복수개의 주파수-전압 변환 회로(frequency voltage converter : FVC)는 위상고정루프 내부에 복수개의 부궤환 루프를 만든다. 제안된 위상고정루프에서는 복수개의 부궤환 루프가 크기가 아주 작은 하나의 커패시터로만 구성된 루프필터를 가진 위상고정루프를 안정하게 동작하도록 해준다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계되었다. 시뮬레이션 결과는 1.6ps 지터와 $10{\mu}s$ 위상고장시간을 보여주었다.
본 논문에서는 900MHz 대역 중저속 무선 통신용 칩에 이용되는 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용한 Fractional-N PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다 우수한 위상노이즈 특성을 얻기 위해 노이즈 특성이 좋은LC VCO를 사용하였다. 그리고 고착시간을 줄이기 위해서 Charge Pump의 펌핑 전류를 주파수 천이 값에 따라 조절할 수 있도록 제작하였고 PFD의 참조 주파수를 3MHz까지 높였다. 또한 참조 주파수를 높이는 동시에 PLL의 최소 주파수 천이 간격을 10KHz까지 줄일 수 있도록 하기위하여 36/37 Fractional-N 분주기를 제작하였다. Fractional Spur를 줄이기 위해서 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용하였다. 그리고 VCO, Divider by 8 Prescaler, PFD, 및 Charge Pump는 0.25um CMOS공정으로 제작되었으며, 루프 필터는 외부 컴포넌트를 이용한 3차RC 필터로 제작되었다. 그리고 Fractional-N 분주기와 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator는 VHDL 코드로 작성되었으며 Xilinx Spartan2E을 사용한 FPGA 보드로 구현되었다. 측정결과 PLL의 출력 전력은 약 -11dBm이고, 위상노이즈는 100kHz offset 주파수에서 -77.75dBc/Hz이다. 최소 주파수 간격은 10kHz이고, 최대 주파수 천이는 10MHz이고, 최대 주파수 변이 조건에서 고착시간은 약 800us이다.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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pp.385-390
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2006
This paper examines the sampling and jitter specifications and considerations for Global Navigation Satellite Systems (GNSS) software receivers. Software radio (SWR) technologies are being used in the implementation of communication receivers in general and GNSS receivers in particular. With the advent of new GPS signals, and a range of new Galileo and GLONASS signals soon becoming available, GNSS is an application where SWR and software-defined radio (SDR) are likely to have an impact. The sampling process is critical for SWR receivers, where it occurs as close to the antenna as possible. One way to achieve this is by BandPass Sampling (BPS), which is an undersampling technique that exploits aliasing to perform downconversion. BPS enables removal of the IF stage in the radio receiver. The sampling frequency is a very important factor since it influences both receiver performance and implementation efficiency. However, the design of BPS can result in degradation of Signal-to-Noise Ratio (SNR) due to the out-of-band noise being aliased. Important to the specification of both the ADC and its clocking Phase- Locked Loop (PLL) is jitter. Contributing to the system jitter are the aperture jitter of the sample-and-hold switch at the input of ADC and the sampling-clock jitter. Aperture jitter effects have usually been modeled as additive noise, based on a sinusoidal input signal, and limits the achievable Signal-to-Noise Ratio (SNR). Jitter in the sampled signal has several sources: phase noise in the Voltage-Controlled Oscillator (VCO) within the sampling PLL, jitter introduced by variations in the period of the frequency divider used in the sampling PLL and cross-talk from the lock line running parallel to signal lines. Jitter in the sampling process directly acts to degrade the noise floor and selectivity of receiver. Choosing an appropriate VCO for a SWR system is not as simple as finding one with right oscillator frequency. Similarly, it is important to specify the right jitter performance for the ADC. In this paper, the allowable sampling frequencies are calculated and analyzed for the multiple frequency BPS software radio GNSS receivers. The SNR degradation due to jitter in a BPSK system is calculated and required jitter standard deviation allowable for each GNSS band of interest is evaluated. Furthermore, in this paper we have investigated the sources of jitter and a basic jitter budget is calculated that could assist in the design of multiple frequency SWR GNSS receivers. We examine different ADCs and PLLs available in the market and compare known performance with the calculated budget. The results obtained are therefore directly applicable to SWR GNSS receiver design.
8-VSB(Vestigial Side-Band) 변조 기술을 이용하여 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 규격을 만족하는 디지털 TV 튜너를 개발하였다. 이중(double)주파수 변환 및 능동 트래킹 여파기를 튜너 전치단에 이용하여 이미지 응답 및 IF(Intermediate Frequency)Beat 성분들의 억압, 인접 채널과 다채널 수신 시 상호 간섭배제 성능을 만족할 수 있도록 이용하였다. 그러나 NTSC(National Television Systems Committee) 튜너와는 달리, 이중 주파수 변환을 이용하는 디지털 TV 튜너는 트래킹 필터 및 첫 번째 전압제어발진기 사이의 주파수 상관 관계가 존재하지 않는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 마이크로 콘트롤러, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 디지털/아날로그 변환기, 차동 증폭기 및 스위치 드라이버가 조합된 하드웨어 및 트래킹 전압에 따른 주파수 특성에 대한 주파수 매핑을 구하여 자동 주파수 선택이 가능한 변형된 구조 및 방법을 제시하였다.
Kim, Sang-Yun;Lee, Juri;Park, Hyung-Gu;Pu, Young Gun;Lee, Jae Yong;Lee, Kang-Yoon
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제15권4호
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pp.506-517
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2015
This paper presents a 1.248 Gb/s - 2.918 Gb/s low-power receiver MIPI-DigRF M-PHY with a fully digital frequency detection loop. MIPI-DigRF M-PHY should be operated in a very short training time which is $0.01{\mu}s$ the for HS-G2B mode. Because of this short SYNC pattern, clock and data recovery (CDR) should have extremely fast locking time. Thus, the quarter rate CDR with a fully digital frequency detection loop is proposed to implement a fast phase tracking loop. Also, a low power CDR architecture, deserializer and voltage controlled oscillator (VCO) are proposed to meet the low power requirement of MIPI-DigRF M-PHY. This chip is fabricated using a $0.11{\mu}m$ CMOS process, and the die area is $600{\mu}m{\times}250{\mu}m$. The power consumption of the receiver is 16 mW from the supply voltage of 1.1 V. The measured lock time of the CDR is less than 20 ns. The measured rms and peak jitter are $35.24ps_{p-p}$ and $4.25ps_{rms}$ respectively for HS-G2 mode.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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