A Study on the Performance of a Modified Binary Quantized first-Order DPLL

2단 양자화기를 사용한 1차 DPLL의 성능 개선에 관한 연구

The basic binary quantized first-order digital phase locked loop (DPLL) is modified in order to reduce the aquisition time and steadyftate phase error. Adding the loop that corrects the phase difference by detecting the falling zero-crossing time, an effort for the improving the performance is performed and the performance compared with that of the basic DPLL. Using a graphical method, the phase locking processes of the modified DPLL for a phase step and a frequency step input are depicted visually in the absence of noise. The performance of the modified DPLL for a sinusoidal input added narrow band random noise is evaluated using the Chapman-Kolmogorov equation. This approach is verified by direct computer simulation. The steady-state phase error and the average aquisition time of the modified DPLL are compared with those of the basic DPLL, It is shown that the aquisition time of the modified DPLL is shortened about twice, also, as signal to noise ratio increases, the effect of the modification increases and the steady-state phase error approaches to zero.

기존의 2단 양자화된 1차 디지탈 위상포착회로(DPLL)의 포착시간과 정상상태에서의 위상오차를 줄이기 위한 방법을 연구하였다. 기본적인 DPLL에 하향(falling) 영전위교차시간을 검출하여 위상을 교정하는 회로를 첨가하여 그 성능을 개선하기 위한 연구를 하였으며 기본적인 DPLL의 성능과 비교하였다. 그래프방식을 사용하여 잡음이 없는 상태에서 위상스텝 및 주파수 스텝입력에 대한 DPLL의 위상포착과정을 시각적으로 해석하였다. 정현파 입력에 협대역임의잡음(narrow band random noise)이 섞여 있을 때 DPLL의 성능을 분석하기 위해서 Chapman-Kolmogorov 방정식을 사용하였다. 이 방법은 컴퓨터에 의한 모의 시험을 통하여 입증되었다. 수정된 DPLL의 정상상태의 위상오차와 평균포착시간이 기본적인 DPLL의 그것들과 비교되었다. 수정된 DPLL의 포착시간은 거의 두 배 정도 빨라졌으며 정상상태의 위상오차는 신호대잡음비가 커짐에 따라 개선의 폭이 중가하여 결국 영에 접근함을 알 수 있었다.