Design of PLL Frequency Synthesizer with High Spectral Purity and Ultra-Fast Switching Speed

고순도 스펙트럼과 초고속 스위칭 속도의 PLL 주파수 합성기 설계

본 논문에서는 디지털 하이브리드 위상고정루프(Digital Hybrid Phase-Locked Loop, DHPLL) 주파수 합성기 구조에서 고 순도 스펙트럼과 초고속 스위칭 속도를 위한 설계기술을 제안한다. D/A 변환기 출력으로 전압제어발진기(Voltage Controlled Oscillator, VCO)를 구동하는 개 루프(open-loop) 구성 방식과 기존 위상고정루프(Phase Locked Loop, PLL)의 폐 루프(closed-loop) 구성 방식을 혼합한 하이브리드 구조의 주파수 합성기를 고려하여, 시스템 변수(개 루프 대역과 위상 여유)와 성능 파라미터(정착시간, 위상 잡음, 그리고 최대 오버슈트(Max. overshoot)의 관계를 연구하였다. 그리고 이 관계를 통해 스펙트럼 순도와 스위칭 속도를 향상시키기 위한 최적의 3가지 설계방안을 제시한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 주파수 스위칭 과정에서 발생하는 최대 오버슈트가 0.0991%이고 완전 정상상태 도달시간은 0.288msec이다. offset 주파수 10KHz에서 위상 잡음은 -128.15dBc이다.