Abstract
In this paper, the dual looped CMOS PLL with 3-250MHz input locking range at a single 13.3V is designed. This paper proposed a new PLL architecture with a current pumping algorithm to improve voltage-to-frequencylinearity of VCO(Voltage Controlled Oscillator). The designed VCO operates at a wide frequency range of75.8MHz-lGHz with a high linearity. Also, PFD(Phase frequency Detector) circuit preventing voltage fluctuation of the charge pump with loop filter circuit under the locked condition is designed. The simulation results of the PLL using 0.6 um N-well single poly triple metal CMOS technology illustrate a locking time of 3.5 us, a power dissipation of 92mW at 1GHz operating frequency with 125MHz of input frequency. Measured results show that the phase noise of VCO with V-I converter is -100.3dBc/Hz at a 100kHz offset frequency.
본 논문에서는 전류펌핑 알고리즘을 이용한 클락 동기용 3.3V 단일 공급 전압하에서 3-250MHz 입력 록킹 범위를 갖는 2중 루프 구조의 CMOS PLL 회로를 설계하였다. 본 논문은 전압 제어 발진기 회로의 전압대 주파수의 선형성을 향상시키기 위한 전류펌핑 알고리즘을 이용한 PLL 구조를 제안한다. 설계된 전압 제어 발진기 회로는 75.8MHz-1GHz 의 넓은 주파수 범위에서 높은 성형성을 가지고 동작한다. 또한, 록킹 되었을 때 루프 필터 회로를 포함한 저하 펌프 회로의 전압 변동 현상을 막는 위상 주파수 검출기 회로를 설계하였다. 0.6$\mu\textrm{m}$ N-well single-poly triple metal CMOS 공정을 사용하여 모이 실험 한 결과, 125MHz의 입력 주파수를 갖고 1GHz의 동작 주파수에서 3.5$\mu\textrm{s}$의 록킹 시간과 92mW의 전력 소모를 나타내었다. 측정 결과 V-I 컨버터 회로를 포함한 VCO 회로의 위상 잡음은 100kHz의 옵셋 주파수에서 -100.3dBc/Hz를 나타내었다.
